原子爆彈(原爆, 英語: atomic bomb)은 235U, 239Pu 等의 原子核分裂의 連鎖反應을 利用하여 좁은 空間에서 瞬間的으로 大量의 核分裂 에너지(原子力)를 放出시키는 裝置. 原爆이라고도, 臨界量(連鎖 反應에 最少 必要한 量) 以上의 核分裂性物質을 2 以上으로 分割해 두고, 火藥의 爆發力으로 瞬間的으로 合一시켜 旗幅한다.
最初의 原爆實驗은 1945年 7月 16日, 美國 뉴멕시코주에서 行해져, 같은 해 8月 6日, 廣島에 235U 爆彈, 8月 9日, 長崎에 239Pu 爆彈이 投下되어 莫大한 被害를 입었다.
核分裂性物質 約10kg을 使用, 約1kg이 核分裂되어, TNT2萬t 相當의 威力을 나타냈다. 그 後 한便으로는 廣島型보다 작은 威力의 戰術原爆, 다른 한便으로는 6Li等 熱核物質을 包含시켜 最大 TNT 50萬t 相當으로 한 强化原爆 等이 開發되었다.