核武器的出现，是20世纪40年代前后科学技术发展的结果。
1938年12月，德国化学家O.哈恩和F.W.斯特拉斯曼（Friedrich Wilhelm StraBmann，1902-02-22~1980-04-22）发现了铀原子核裂变现象。几个星期内，许多国家的科学家验证了这一发现，并进一步提出有可能创造这种裂变反应自持进行的条件，从而开了利用核能这一新能源的前景。
1939年8月31日，丹麦物理学家N.玻尔和他的合作者J.A.惠勒（John Archibald Wheeler，1911-07-09~2008-04-13）从理论上阐述了核裂变反应过程，并指出能引起这一反应的最好核素是铀-235。其后，科学家们又指出了这种裂变反应自持进行的条件，从而开辟了利用核能这一新能源的前景。同历史上许多科学技术新发现一样，核能的开发也被首先用于军事目的，即制造威力巨大的原子弹[5][6] 。
核武器的研制首先从第二次世界大战中的军事强国启动。
从1939年起，由于法西斯德国扩大侵略战争，欧洲许多国家开展科研工作日益困难。正当核能利用有指导意义的研究成果发表时，英、法两国向德国宣战。1940年夏，德军占领法国。法国物理学家J.-F.约里奥-居里领导的一部分科学家被迫移居国外。英国曾制订计划进行这一领域的研究，但由于战争影响，人力物力短缺，后来也只能采取与美国合作的办法，派出以物理学家J.查德威克为首的科学家小组，赴美国参加由理论物理学家J.R.奥本海默领导的原子弹研制工作[8] 。
德国启动
1942年以前，德国在核技术领域的水平与美、英两国大致相当，但后来受战争影响，技术上落伍了。德国原定用以重水作慢化剂的热中子反应堆生产原子弹用的钚-239，但直到1945年初，才建成一座小型的次临界反应堆装置（一种研究装置，其链式裂变反应不能自持）。为生产高浓铀，德国曾着重开展高速离心机的研制，由于技术难度高，加上受空袭和电力、物资缺乏等影响，进展缓慢；A.希特勒迫害科学家，以及有的科学家持不合作态度，是工作进展缓慢的另一原因；更主要的原因是德国法西斯头目过分自信，认为战争可以很快结束，不需要花力气去研制尚无把握的原子弹，因而最初几年一直不给予有力支持。后来想加强核技术的研究，但因战争破坏而困难重重，研制工作只能以失败告终[5][6] 。