原子弹利用了重核裂变的原理，主要的原料为铀-235和钚-239。当铀-235或者钚-239被中子轰击之后，它们会裂变为更轻的原子核。反应后质量出现亏损，质量方程表明，那些质量转换成了能量。

与此同时，裂变过程还会释放出新的中子，这些中子又会轰击其他重原子核，引起链式反应，从而可以释放出巨大的能量。