Man kann die Wasserstoffbombe in drei verschiedene Arten des Aufbaus unterteilen.
Als Zünder dient der Wasserstoffbombe eine Atombombe. Für die Zündung der Atombombe wird Neutronenquelle benötigt.
Durch die freiwerdende Energie der Atombombe wird der übrige Teil (Fusionsmaterial), welches sich im Hauptteil der Bombe befindet, auf über 50 Mio. Kelvin erhitzt. Bei der ersten gezündeten Wasserstoffbombe wurde als Fusionsmaterial Deuterium und Tritium. In moderneren Bomben wird das feste Lithiumdeuterid 6LiD verwendet.
Ein Größteil der Radioaktivität bei der Explosion einer Wasserstoffbombe entsteht durch den Zünder (Atombombe). Die Verschmelzung von Deuterium und Tritium liefert nur Neutronen, die allerdings das Umgebungsmaterial aktivieren können.
Als "saubere" Wasserstoffbombe bezeichnet man die Wasserstoffbombe, bei der der Anteil der entstehenden Radioaktivität gemessen an der zerstörenden Wirkung gering ist. Sie besitzt also eine sehr hohe Sprengkraft. Als "schmutzige" Wasserstoffbombe bezeichnet man die Wasserstoffbombe, bei der der Anteil der entstehenden Radioaktivität gemessen an der zerstörenden Wirkung hoch ist. Sie besitzt also eine geringe Sprengkraft. Vergleicht man beide Arten, so stellt man fest, dass die ausgesandte radioaktive Strahlung gleich ist.
Diese Ausführung ist eine spezielle Form der Dreiphasenbombe. Der Mantel um den Hauptteil besteht hier aus normalem Kobalt, das zu dem radioaktiven Isotop Cobalt 60 umgewandelt wird. Dieses Isotop hat eine Halbwertszeit von 5,3 Jahren und bewirkt daher eine jahrzehntelange Verseuchung. Durch die hohe Menge an freigesetzter atomarer Strahlung handelt es sich bei der Cobaltbombe stets um eine "schmutzige" Bombe.
Die Größe der Wasserstoffbombe ist nach unten durch Größe und Explosionskraft des Zünders begrenzt, nach oben nicht. Es kann praktisch unbegrenzt viel Fusionsmaterial zur Fusion gebracht werden.
Eine durch die Explosion erzeugte Druckwelle erzeugt größe Schaden und langanhaltene starke Stürme. Das Schadensausmaß hangt von Größe der Wasserstoffbombe, von der Höhe, in der sie Explodiert und von der Entfernung des Gebäudes etc. ab.
Bei der Explosion einer 10 Kilotonnen Bombe in der Luft erreicht der Feuerball einen maximalen Durchmesser von 300 Metern. Bei einer 10 Megatonnen Waffe kann der Feuerball bis zu 4,8 Kilometer Durchmesser erreichen. Eine extrem heiße Hitzewelle wird blitzartig vom Feuerball ausgestrahlt. Ihre Intensität nimmt mit der Entfernung ab. Die Wärmeenergiemenge, die in einer bestimmten Entfernung von der nuklearen Explosion wahrgenommen wird, hängt von der Sprengkraft der Waffe und dem Zustand der Atmosphäre ab. Ist die Sicht schlecht oder läuft die Explosion oberhalb der Wolken ab, verringert sich die Wirkung des Hitzeblitzes. Trifft die Wärmestrahlung aber auf unbedeckte Haut, kann das zu schwersten Verbrennungen führen. Die Explosion einer 10 Kilotonnen Bombe kann in einem Umkreis bis zu 2,4 Kilometer vom Nullpunkt aus mittlere Verbrennungen (Verbrennungen 2. Grades) hervorrufen. Bei einer 10 Megatonnen Bombe beträgt der entsprechende Umkreis mehr als 32 Kilometer. Selbst in größerer Entfernung könnte es noch zu leichteren Verbrennungen nackter Haut kommen.
Die Hitzestrahlung kann trockene, entflammbare Materialien, z.B. Papier und einige Gewebe, entzünden. Bei der Explosion einer 1 Megatonnen Bombe brennt beispielsweise Papier noch in einem Umkreis von 14 Kilometern.
Die durchdringende radioaktive Strahlung unterscheidet sich deutlich von der Hitzestrahlung. Die vom Körper aufgenommene radioaktive Strahlung führt zu ernsthaften Verletzungen.
Die von einer Explosion ausgehende radioaktive Strahlung kann in zwei Kategorien unterteilt werden, nämlich in Anfangsstrahlung und in Rückstandsstrahlung. Die Sofortstrahlung besteht aus Alpha-, Beta-, Gamma- und Neutronenstrahlen, geht vom Explosionsmittelpunkt aus und wirkt bis zu einer Minute. Als Rückstandsstrahlung bezeichnet man den Teil der Strahlung, der nach Ablauf einer Minute noch wirksam ist. Beta- und Gammastrahler haben ähnliche Wirkung wir Röntgenstrahlen. Sowohl Neutronen- als auch Beta- und Gammastrahlen besitzen die Fähigkeit, in feste Stoffe einzudringen.
Die Radioaktivität im verstrahlten Gelände nimmt innerhalb der ersten 24 Stunden stark ab. Nach etwa einer Woche kann sie bis unter einen lebensbedrohlichen Wert absinken.
Der radioaktive Niederschlag (Fallout) schwebt langsam zu Boden und kann je nach Dauer der Schwebzeit mehr oder minder starke Verstrahlungen verursachen. Es gibt zwei verschiedene Arten des radioaktiven Niederschlages, den frühen und den verzögerten. Findet eine nukleare Explosion nahe der Oberfläche statt, wird Erde oder Wasser in eine pilzförmige Wolke gesogen und mit den Überresten der radioaktiven Waffe verseucht. Das verseuchte Material beginnt innerhalb weniger Minuten herabzufallen, was bis zu 24 Stunden fortdauern kann. Dadurch kann ein Gebiet bis zu Tausenden von Quadratkilometern von der Explosionsstelle entfernt in Mitleidenschaft gezogen werden. Bei Explosionen in großer Höhe gibt es keinen frühen Niederschlag. Wird eine Bombe weit über der Oberfläche gezündet, steigt der radioaktive Abfall in der pilzförmigen Wolke in große Höhen und fällt allmählich über einem großen Gebiet nieder.
Neben dem durch die Druckwelle und die Strahlung einzelner Bomben verursachten Schäden, könnte ein großflächiger Einsatz nuklearer Waffen durch mehrere Staaten wahrscheinlich katastrophale Auswirkungen auf das globale Klima haben. Diese Möglichkeit, die in einem im Dezember 1983 von einer internationalen Gruppe von Wissenschaftlern veröffentlichten Papier vorgebracht wurde, ist als Theorie vom "Nuklearen Winter" bekannt geworden. Nach Meinung der Wissenschaftler würde die Explosion von nicht einmal der Hälfte aller Sprengköpfe der Vereinigten Staaten und Russlands enorme Mengen an Staub und Rauch in die Atmosphäre wirbeln. Diese Menge würde ausreichen, um der Erde für mehrere Monate das Sonnenlicht zu nehmen, ein Frostklima wäre die Folge. Besonders auf der nördlichen Halbkugel käme es zum Absterben der Pflanzenwelt. Auch die Ozonschicht wäre betroffen, was zu weiteren Schäden infolge der ultravioletten Strahlung der Sonne führen würde. 1985 veröffentlichte das US-Verteidigungsministerium einen Bericht, der die Theorie des "Nuklearen Winters" bestätigte.
