核爆炸（nuclear explosion）是核武器或核装置在幾微秒的瞬间释放出大量能量的过程。核爆炸发生後，先是产生发光火球，继而产生蘑菇状烟雲。这是核爆炸的典型徵象。
核武器在距地面一定高度的空中爆炸时，高温高压弹体迅猛向四周膨胀并以X射线辐射加热周围的冷空气。热空气吸收高温辐射所具有的特点使得加热、增压後的热空气团是一个温度大致均匀的球体，并且温度、压强具有突变的锋面，这个热空气团称为等温火球。火球一面向外发出光辐射，一面迅速膨胀，同时温度、压强逐渐下降。温度下降到3×10开时形成以40～50千米／秒的速度向四周运动的冲击波，其阵面（也就是火球的锋面）仍然发光。冲击波形成後，火球内部的温度分布是表面低，向内逐渐升高，火球裏面有一个温度均匀的高温核。冲击波阵面温度降低到略高于2000开时，冲击波脱离火球，并按力学规律向外传播，而後其阵面不再发光。
火球熄灭後形成上升的烟雲。冲击波在爆心投影点附近地面的反射和负相的抽吸作用使得地面掀起巨大尘柱，上升的尘柱和烟雲相衔接，形成高大的蘑菇状烟雲。
根据爆炸当量、爆炸相对于地面、水面的位置，爆炸方式分为空中核爆炸、高空核爆炸、地面核爆炸、地下核爆炸和水下核爆炸等五种。
