核彈的結構主要包括以下幾個部分：
殼體：用於盛裝核彈的各種裝置並能防止其機械損壞。在彈道導彈核彈頭殼體外殼還塗有特殊塗料或隔熱層，以防彈頭再入大氣層時受高速氣動加熱使彈頭殼體及內部裝置因過熱而燒燬。
核裝藥和熱核裝藥：由裂變和聚變材料構成。以氫彈爲例，核裝藥（裂變裝藥）置於由普通炸藥構成的球形裝藥的中央部位，在球形裝藥外面四周安裝了許多電雷管。
引爆控制系統（引信）：用於控制核彈的引爆時間和方式。
電源：爲核彈的各個部分提供電力。
此外，核彈的結構還可能包括：
鈾塊或鈈塊：作爲核裂變的原料，當鈾塊後面的普通炸藥爆炸時，火藥氣體就把分開放置的鈾塊壓到一起，合在一起的鈾塊體積大大超過了臨界體積，立刻發生鏈式反應而產生猛烈的爆炸。
中子反射層：包着鈾塊的物質，如鈹，以減小中子穿透出去的損失。
引爆裝置和穩定器：用於控制核彈的引爆和保持核彈的穩定性。
以上是核彈的基本結構，具體的結構可能會根據不同的核武器類型有所不同。