Ydinkokeita on suorittanut kahdeksan maata – Yhdysvallat, Venäjä, Yhdistynyt kuningaskunta, Ranska, Kiina, Intia, Pakistan, Pohjois -Korea ja mahdollisesti Israel. Ensimmäinen ydinkokeet, Trinity, tehtiin Yhdysvalloissa 16. heinäkuuta 1945 lähellä Alamogordoa, New Mexico. Sen jälkeen ainakin kahdeksan muuta maata on kehittänyt ydinaseita, joista viisi-Yhdysvallat, Venäjä, Yhdistynyt kuningaskunta, Ranska ja Kiina, jotka ovat osa “ydinasevaltioita”, kuten kansainvälisesti tunnustettu ydinsulkusopimus yksilöi.
Ydinkokeita on neljä päätyyppiä – ilmakehä, maanalainen, eksoatmosfääri ja vedenalainen. Jokaisella on eri tarkoitukset ja edut. Ensimmäinen ydinkoe oli ilmakehän, 20 kilotonnin TNT -ekvivalenttipommi, joka räjäytettiin 20 metriä (67 jalkaa) korkealla terästornilla. Jotkut Manhattan -projektin tutkijat olivat huolissaan siitä, että testi sytyttää ilmakehän ja tappaa kaiken maan päällä, mutta tuolloin tehdyt laskelmat osoittivat tämän olevan erittäin pieni todennäköisyys, ja onneksi se ei tapahtunut. Tämä ensimmäinen ydinkokeiden tilaisuus loi tulipallon 200 metrin (656 jalan) poikki ja jätti radioaktiivisen lasin kraatterin autiomaahan 3 metriä (10 jalkaa) syvään ja 330 metriä (1,100 jalkaa) leveäksi. Tämän vihreän lasin kappaleita, nimeltään Trinitite, pidetään arvokkaina keräilyesineinä.
Hiroshiman ja Nagasakin atomipommitusten jälkeen 6. ja 9. elokuuta 1945 vastaavat ydinräjähdykset tapahtuivat Crossroads -operaation aikana. Tämä Bikini -atollilla kesällä 1946 tehty ydinkokeet sisälsivät ensimmäisen vedenalaisen räjähdyksen, Bakerin ja toisen testin, Able. Baker -laukausta käytettiin ydinaseiden vaikutusten testaamiseen useilla suurilla aluksilla, mukaan lukien nuket kansilla. Nämä alukset muuttuivat vaarallisesti radioaktiivisiksi testien jälkeen, mikä oli ensimmäinen esimerkki ydinaseen akuutista radioaktiivisesta saastumisesta.
Seuraavien vuosikymmenten aikana ydinvaltiot, erityisesti Yhdysvallat, Venäjä ja Kiina, suorittivat tuhansia ydinkokeita. Venäjä räjäytti ensimmäisen pomminsa vuonna 1949 ja sen jälkeen Yhdistynyt kuningaskunta vuonna 1952, Ranska 1960, Kiina 1964, Intia 1974, Pakistan 1998 ja Pohjois -Korea vuonna 2006. Israel ja/tai Etelä -Afrikka ovat saattaneet tehdä ydinkokeen syrjäisellä saarella Etelä -Intian valtamerellä vuonna 1979, mutta tämä on kiistanalainen. Vuonna 1970 ydinsulkusopimuksen jäsenvaltiot suostuivat vain tekemään ydinkokeita maan alla. Suurin osa ydinvaltioista keskeytti testit 1990 -luvulla. Ainoat ydinräjähdykset vuoden 1998 jälkeen olivat 9. lokakuuta 2006 tehty Pohjois -Korean testi, vaikka tämän pommin saanto oli alhainen ja sen uskotaan olleen “kipinä”.