從1938年德國科學家奧哈託恩和他的助手斯特拉斯曼在法國科學家約裡奧-居裡夫人的實驗基礎上發現了原子的裂變現象，到1945年7月16日，美國在新墨西哥州的阿拉莫戈多沙漠上成功的引爆了人類歷史上的第一顆原子彈，再到1964年我國成功地在羅布泊引爆我國的第一顆原子彈，原子彈技術至今已經經過了76年的發展。那麼，原子彈的原理是什麼，如何才能製造出一顆原子彈呢？
要想造出一顆原子彈，首先要知道原子彈的原理是什麼，以美國在日本投下的原子彈「小男孩」為例，這是一顆裂變式的原子彈，其內部包含64kg的鈾-235，鈾-235由143個中子和92個質子組成。當裂變發生時，來自外部的中子快速的轟擊鈾-235原子核，被轟擊的原子核會分裂生成鋇和氪兩個元素同時釋放2-3個中子並釋放200兆電子伏的能量。釋放出的中子會繼續轟擊其它鈾-235，使其他鈾-235繼續裂變，引發鏈式反應最終形成核爆。據計算，1k完全裂變的鈾-235釋放的能量相當於20噸TNT爆炸產生的能量。
知道了原子彈的反應原理，接下來就是製造了。還是以美國在日本使用的兩顆原子彈「小男孩」和「胖子」為例。
原子彈有兩種結構，一種是「槍式」結構，一種是內爆式結構。「小男孩」的結構屬於「槍式」結構，其內部就如一個槍膛，啟動時，尾部的電子雷管引爆炸藥包，推動一塊空心的圓柱形鈾塊至頭部的另一個實心鈾塊，同時撞到實心鈾塊周圍由釙和鈹兩種金屬製成的彈丸球，此時彈丸球釋放大量中子再加上兩塊鈾塊合體後超過臨界質量，此時就會引發鏈式反應，最終產生核爆炸。這種結構的優點是結構簡單，便於製造，但缺陷是核材料的利用率極低，「小男孩」中包含了64kg的鈾-235，最終只有1.2萬噸TNT的爆炸當量，核材料的利用率僅僅只有1.2%。
「胖子」的內部結構就是典型的內爆式結構。其內部是一個球形，這是因為鈾原子的原子核直徑只佔整個原子的兩萬六千分之一，中子很容易錯過原子核，所以核材料最好是球型的，這樣洩露的中子最少。這個球形的外部層層包裹著高性能炸藥，啟動時由電子雷管引爆，從外部往裡炸。其使用的核材料是更易裂變的釙-239，核材料內部是一個由釙和鈹兩種金屬製成的彈丸，核材料外還覆蓋著一層鈾-238用以反射中子加速鏈式反應。當外層炸藥被引爆，其內部被爆炸產生的衝擊波擠壓，密度變大至臨界質量，內部的釙鈹彈丸也因擠壓釋放出大量中子，中子轟擊核材料造成裂變並引發鏈式反應，最終產生核爆。這種結構可以讓核材料反應更加充分，「胖子」中包含6.1kg的釙-239，最終產生約2.2萬噸TNT的爆炸當量，利用率為17%。
要想造出原子彈難的不是結構上的設計，核材料的獲取才是最難的。天然的鈾礦稀缺且包含雜質，比如鈾-238，它和鈾-235有同樣數量的質子但多了3個中子。正是這三個中子的區別使鈾-238隻會散射和俘獲中子，不易裂變，而天然鈾礦中99%是鈾-238，鈾-235隻有0.7%，這更是加大了核材料的獲取難度。純度，形狀，密度決定了臨界質量，臨界質量指的是核材料剛好能維持鏈式反應的最低質量。
然而，我國在上世紀六十年代條件極為艱苦的情況下任然克服重重困難引爆出了我國的第一顆原子彈，成為了世界上第五個擁有核武器的國家。