Vaikka eri sukupolvien ydinaseille ei ole virallisia määritelmiä, historioitsijat ja asevalvonta -analyytikot tunnistavat usein neljä yleistä luokkaa, joista jokainen edustaa merkittävää teknologista edistystä viimeiseen verrattuna. Ydinaseita kehittävillä kansakunnilla on taipumus kehittää jokaista vaihetta vuorotellen ja harvoin ohittaa vaiheet, paitsi silloin tällöin ensimmäinen. Nämä vaiheet ovat 1) aseetyyppiset halkeamispommit, 2) räjähdystyyppiset halkeamispommit, 3) fuusiopommit ja 4) MIRV (useita itsenäisesti kohdistettavia paluuautoja) toimitetut ydinaseet. Huomaa, kuinka tälle järjestelmälle ei ole yhtenäistä järjestämisperiaatetta; ero ensimmäisen ja toisen välillä perustuu räjäytysmenetelmään, toinen ja kolmas pommityypin mukaan ja kolmas ja neljäs käytetyn jakelujärjestelmän mukaan.
Ensimmäisen sukupolven ydinaseita kehitettiin alun perin Yhdysvalloissa vuosina 1939-1945 huippusalaisen Manhattan-hankkeen suojeluksessa. Pommin aseetyyppinen rakenne tarkoittaa, että sen toimintaperiaate on yksi palanen rikastettua uraania, joka laukaistaan toiseen tykin tapaan. Kun kaksi uraaniyksikköä yhdistyvät, ne saavuttavat kriittisen massan ja käynnistävät ydinketjureaktion. Seurauksena on ydinräjähdys, kuten ne, jotka tappoivat 140,000 XNUMX ihmistä Hiroshiman atomipommituksen aikana toisen maailmansodan aikana.
Räjähdystyyppiset ydinaseet parantavat aseetyyppisten aseiden tehokkuutta ympäröimällä uraani räjähtävillä linsseillä, jotka on suunniteltu ohjaamaan niiden energiaa sisäänpäin ja tiivistämään uraania. Tuloksena on, että enemmän uraania kulutetaan ketjureaktiossa sen sijaan, että se puhallettaisiin erilleen ilman halkeamista, mikä johtaa parempaan saantoon. Yhdysvallat kehitti räjähdystyyppisiä ydinaseita vain vähän ensimmäisen aseetyyppisen ydinaseen jälkeen. Ydinpommi, joka pudotettiin Nagasakille vain kolme päivää Hiroshiman pommituksen jälkeen, perustui räjähdystyyppiseen rakenteeseen, jonka ansiosta se oli pienempi ja kevyempi.
Huolimatta fissioaseiden asteittaisista parannuksista, kuten pienen fuusioreaktion hyödyntämisestä tuoton lisäämiseksi, seuraava suuri askel ylöspäin ydinaseiden tuhoamisessa saavutetaan fuusio- tai vetypommilla. Uraani- tai plutoniumytimien halkeamisen (hajottamisen) sijaan fuusiopommi sulauttaa kevyet elementit (vety) yhteen ja vapauttaa ylimääräisen energian räjähdyksessä. Tämä on sama prosessi, joka käyttää Aurinkoa. Useimmat nykyaikaiset ydinaseet ovat fuusiotyyppiä, koska saavutetut tuotot ovat paljon korkeammat kuin parhaat halkeamisaseet.
Lukuisten fuusiopommien rakentamisen jälkeen ei enää ollut askeleita näiden aseiden tuoton lisäämiseksi, joten painopiste siirtyi sellaisten toimitusmenetelmien kehittämiseen, joita mahdollinen vihollinen ei pystyisi torjumaan. Tämä johti MIRV-toimituksen kehittämiseen, jolloin ydinkärjellä varustettu ballistinen ohjus laukaistaan ilmakehästä, minkä jälkeen se vapauttaa 6-8 itsenäisesti suunnattua paluuajoneuvoa sateelle viereisille kohteille. Koska nämä ydinkärkiset paluuajoneuvot kulkevat äärimmäisellä nopeudella, noin 23 Mach, niiden estäminen tai ohjaaminen on käytännössä mahdotonta nykytekniikan avulla.