核武器可以根據不同的標準進行分類，主要包括：
按結構原理。核武器可以分為核子彈、氫彈和特殊性能核武器。其中，核子彈和氫彈分別是基於重核裂變和輕核聚變原理工作的。特殊性能核武器包括中子彈等設計，以高能中子輻射為主要殺傷因素。
按作戰使用範圍。核武器分為戰略核武器和戰術核武器。戰略核武器通常用於攻擊敵方或保衛己方戰略要地，而戰術核武器則用於支援陸、海、空戰場作戰。
按配用的武器。核武器可以分為核飛彈、核炸彈、核炮彈、核地雷、核魚雷和核深水炸彈等。
按威力大小。可以分為高威力、中等威力、低威力核武器，這主要是基於其TNT當量級進行的分類。
此外，核武器的使用與運載工具緊密相關，這些工具包括飛彈、火箭、飛機、火炮、潛艇、魚雷等，它們決定了核武器的射程和命中精度。