試爆後取自遠區的衝擊波氣壓上升值，換算出來只有千噸當量，離設計值太遠，頓時令眾人驚的目瞪口呆。當採用不受氣象條件影響的正壓作用讀出比較準確的當量數值時，參與人員才如釋重負。試爆一小時後，簽下遺書的空軍飛行員以伊爾－１２攜帶取樣器飛入放射性塵屑中……。一個月後，仔細計算後獲得準確的當量值是２２０００噸ＴＮＴ，但美國取樣分析的結果至今仍錯誤的維持是１９０００噸ＴＮＴ。
由於沒有經驗，工程人員最初認為原子彈頭以能裝上導彈，因此這次核試為首次地下核試，用於測量導彈彈頭的威力和性能。後來為研製經飛行考驗的核彈頭，改為首次「兩彈結合」，也就是原子彈和彈道導彈的熱實驗。１９６６年１０月２７日０９︰０９時，載著核彈頭的東風－２甲導彈在靶心附近５６９公尺上空核爆成功，取得彈頭定型的完整數據，但後來的各型核彈設計定型都沒有再採用兩彈結合的方式。美國首次兩彈結合實驗成功是在１９５８年８月，蘇聯直到１９６２年才完成這一實驗程序。中國的成功令美、蘇驚訝，但兩國都認為中國要將原爆技術用於彈道導彈在７０年代以前是不可能的。當時的美國國防部長麥克納馬拉就指出：「５年內中國不會擁有運載核武器的工具。因為美國從第一枚原子彈爆炸到發射載有核彈的導彈用了１２年的時間，蘇聯也差不多，所以中國至少要用１０年。」
由此可見，６０年代的中國核彈頭彈道導彈發展是全球最快速的，即使美蘇兩國擁有先進的偵察技術，結果仍出乎他們的意料之外。也許正是速度太快，蘇聯曾試圖在中國的核武器形成戰鬥力之前以外科手術空襲迅速剔除。然而文革的來臨，使中國的核彈頭導彈和航太工業等尖端技術發展大受影響。１９７６年９月２６日，瀋陽軍區一個陸軍步兵師約３０００多人，首次進行核爆條件下的戰術訓練，核爆後９０分鐘「對敵發動攻擊」，這也是中國初期的戰術核武器實驗之一。中國先前已進行多次戰術核武器的實驗，全部都在７０年代中期開始，當量介於１０００噸至１００００噸之間。
中國首次核試驗最初是按實戰要求設計的，１９６０年初設計有３種氣動模型，但考慮到用空投方式會增加測試和瞄準的困難，遂改為「塔爆」方式進行。１９６６年空投實驗後，中國即擁有實用的核彈。為模擬彈上震動環境，中國在１９６５至１９６６年曾先後以時速４０公里運載核彈頭做數百公里的長途運輸實驗、爆轟實驗、燃燒模擬實驗和墜地碰撞模擬實驗，證明核彈頭是安全可靠的。
◆氫彈
中國的氫彈研究時間只比原子彈晚一點，原計畫在１９６７年底至１９６８年上半年進行試爆。１９６０年底，官方指示進行氫彈的物理實驗，針對可行性結構進行探索性研究。１９６５年９月至１９６６年４月，順利完成了爆轟、次臨界、環境條件等實驗後，於１９６６年５月９日成功進行了加強型原子彈的空爆實驗，為氫彈的理論研究提供實測數據，達到了預期目的。１９６５年夏，核武器研究所得知法國準備在１０６８年進行首次熱核裝置爆炸實驗，中國決定搶在法國之前試爆。
核研所人員決心一步就製成導彈彈頭，這種以１００萬噸ＴＮＴ當量為標準設計的氫彈被命名為「１１００工程」。根據原子彈引爆氫彈理論的方案推斷，１９６７年底至１９６８年上半年有可能製成體積小、重量輕、聚變比高的百萬噸級氫彈，經過百多次的爆轟模擬實驗，解決了原子彈點燃氫彈的最大瓶頸。１９６６年１２月２８日１２︰００時，首次在核試驗場進行了塔爆的原理性實驗，共動用了１０１４具儀器記錄數據，測得１２．２萬噸ＴＮＴ當量。因為這次減當量實驗中氘化鋰－６含量較少，並受到場地方面的限制，以至熱核反應不充分，但基本上該次實驗算是成功。１９６７年６月１７日０８：０２時，由強－５甲裝載首枚氫彈，在距靶心３１５公尺、高度２６６０公尺初成功引爆，完成裝上導彈前的論證，當量達到３３０萬噸ＴＮＴ。由於臺灣高空偵察機的努力，使美國在事後公開宣稱「一切早已在意料和掌握中」、「早在３年前就知道中國會有這一裝置（氫彈）」，但私下卻對中國「土法煉鋼」有次成績大為吃驚，可見如果沒有臺灣的黑貓中隊，美國人的震驚會達到何種程度。
從原子彈試爆到氫彈試爆，美國用了７年，蘇聯用了４年，英國接近５年，法國是８年多，但是中國只用了２年８個月，並且趕在法國之前成功試爆。不過自１９６９年１０月林彪等人插手後，大批科研人員受到批鬥，使得氫彈只能長期使用於轟炸機上，直到１９７２年才裝上導彈真正達到實用化。自１９６７年５月２６日東風－３導彈從甘肅發射成功之後，因為文革的延誤，直到１９７１年５月才裝備二炮部隊，而且只裝備原子彈頭。到１９７２年東風－３才有制式的百萬噸級氫彈彈頭，並於１９７５年８月４日完成定型。以中國在６０年代高速發展導彈核武器來說，這個過程算是異常緩慢的，如果與東風－２相比就更明顯了。
氫彈的武器化，是按照邊實驗、邊定型、定型合格後大批量生產的要求來進行。從１９７２到１９８６年，先後為東風－３、東風－４、東風－５、東風－２１、巨浪－１戰略彈道導彈生產出熱核彈頭；氫彈頭的標準化和系列化量產，是戰略導彈得以解決整體通過定型的重要關鍵環節，這樣東風－４和東風－５才分別於１９８３年６月２５日、１９８６年１２月２６日通過設計定型。
◆中子彈
根據小型、機動、突防、安全、可靠的核武器發展方向，核武器研究設計院在７０年代展開核彈頭小型化、分導式多彈頭、戰術核彈和中子彈的開發。因此，美國中情局和聯調局情報官員指１９８７年來中國來訪學者從加州利弗莫爾的勞倫斯利弗莫爾國立研究所非法獲取的中子彈資料，是中國製成中子彈的最重要技術來源，可能是缺乏實據的政治指控。
事實上，國防科工委和工機部曾指示核研院（代號９院）與西北核試驗基地（羅布泊）互相配合，於１９８２至１９８８年在戰術核彈的基礎進行一連串１０００噸左右當量的核試驗，驗證設計原理和突破技術瓶頸，並於１９８８年９月２９日上午成功在中央分區核試驗場（羅布泊其中一個地區）進行首度中子彈試爆。中國在７０年代後期開始進行中子彈的預研工作，經過大約１０年的發展，使中國成為繼美、法、俄後第四個擁有中子彈的國家。從此，也把中國的核武技術從第二代升級到第三代的水平，因此擁有最先進的小當量、低污染戰術核武器，不至於要輕易動用容易引發全面核大戰的戰略核武器，其好處自不待言。
◆其他第三代核武器
中國在原子彈尚未進行實驗時就展開氫彈的預研工作，在氫彈未全部裝上彈道導彈、戰術原子彈尚未結束定型實驗時，就展開中子彈的預研工作。而中國在第一枚中子彈尚未實驗前，也同時對其他第三代核武器開展了預研。
目前中國對第三代核武的進展仍視為機密，但是專家普遍認為，它們是以不同釋放能量並具有特定功能的核武器，所以中子彈即為其一。這一代核武器在爆炸時突出某種殺傷破壞效應，同時削弱其他效應，即以限制核彈的殺傷破壞力來達到特殊的戰略戰術要求。正如中子彈在５０年代至６０年代已在美國和蘇聯開始研究類似，第三代核武器有電磁脈衝彈、衝擊波彈、Ｘ射線鐳射武器、電漿體武器、中子彈等幾種，美俄兩國都進行過相關實驗。
根據測量數據，１００萬噸的氫彈在１００公里高空爆炸，電磁脈衝可以覆蓋１２００平方公里；在４００公里高空則為２２００平方公里。在美國上空４０００公里連續引爆三枚千萬噸級氫彈，則整個北美的電力和電子網路將完全破壞。但研製高效的電磁脈衝彈的關鍵在於「如何產生更多電磁脈衝並引向敵方，同時又不禍及自己」。外電曾報導，海灣戰爭開打前美國某將領曾要求在巴格達上空引爆一枚核彈，以破壞伊軍的Ｃ３Ｉ系統，但為布希總統拒絕。這是否顯示美國以秘密製成電磁脈衝彈？目前仍未知曉。中國媒體曾暗示，中國的常規電磁脈衝彈頭已在９０年代中期服役，相信會用於Ｍ－９、Ｍ－１１導彈，其用途與「戰斧」巡航導彈在海灣使用的彈頭相同。隨著中國傳統脈衝彈頭的服役，作用相同的核彈可能已經停止發展。
衝擊波彈的全名是「弱輻射強衝擊波或弱剩餘輻射彈」，其實也就是小型氫彈，作用原理與中子彈相反，爆炸時增強衝擊波並減少核輻射，適合攻擊工事或做鑽地核彈摧毀地下設施。美蘇在５０年代利用核爆炸進行資源勘探、開挖運河時，作用與此類似。一枚５０００噸的衝擊波彈爆炸威力強大，若要抵抗其轟擊加固費用將超過建築成本的５０％。美國曾在內華達州用鑽地衝擊波彈對一座１０余公尺鋼筋混凝土加固的地下指揮所進行實驗。該彈前端是鈾鎢合金穿甲彈頭，中間是衝擊波彈，尾部是噴氣加速彈，被這種三合一核彈命中的指揮所瞬間被炸的蕩然無存，只剩大彈坑了。中國對衝擊波彈的作用原理非常清楚，研究也極深入，從公開的物理學刊物上也可知悉這一點。以此觀之。中國就算未造出這種核彈，應已具備門檻技術。Ｘ射線鐳射武器是核爆衍生的，為一種瞬間向不同空間同時發射數十條Ｘ射線的大破壞性定向能武器，可在太空摧毀來襲的戰略核導彈，是里根星球大戰計畫的重要一環。其難處在於：同時瞄準和跟蹤多目標，激光棒（固體激光武器）被核爆產生的Ｘ射線汽化前，必須髮射出激光束，這需要全新的特殊材料。１９８０年，美國能源部利弗莫爾核武器研究所率先在內華達州進行這種低當量的核裝置實驗，脈寬達毫微秒級，功率３００兆兆瓦。１９８５年１２月２８日，代號「金石」的同類地下核試驗在相同地點進行，爆炸深度５５０公尺，當量２至１５萬噸ＴＮＴ，連續的試驗基本上證實了其可行性。以中國的戰略需要、戰術水平、核武器發展時間、技術水平、理論基礎等來綜合分析，這方面的進度應該只達到理論研究階段，公開資料的深度和數量與其他第三代核武器比差距很大，相信美俄一樣停止了這方面的研究。
電漿體武器的情況可能更原始。核爆炸形成的火球，內部物質的中子被電離，這些中子、剝離了電子的離子流和電子組成電漿體，猶如恆星一樣在幾秒內火球急劇膨脹，溫度急降以至熄滅。由於火球向四周膨脹，能量損失很快，如一個１００萬噸當量的核彈在大氣層爆炸，火球半徑可達１０００公尺，但很快就會消失。如果把電漿體的火球沿著特定方向發射，就能摧毀遠距離的目標，十分適用於外太空作戰。其難題除了把核彈能量化為電漿體外，更難的是如何以特定方向射向目標，因此這是最難、最沒有把握製成的核武器。目前俄羅斯在這方面的進展較大，未聞中國以開始實質性的研究工作；但以中國在２１世紀的太空發展進度而言，不能排除將來會加強發展電漿體武器。
◆第四代核武器
更先進而且乾淨的第四代核武器有：聚變彈、反物質彈、粒子束武器、金屬氫武器、核位素武器等。它們介於傳統武器與核武器之間的灰色地帶；第三代核武器受全面禁止核試驗條約的制約，但第四代核武器以聚變原理為主，可加以限制的只有技術水平的高低。與第三代核武器近似，這些乾淨核武器的預研早已在進行中，國際上目前以美、俄、法三國的水準最高。
核同位素是指質量、數量和原子序數相同、在可測量時間內有不同能量和放射性的兩個或以上的核元素，它產生的能量比高能炸藥強１００倍，目前各國正研究它的性質和釋放能量的方法。通過重離子碰撞或慣性約束聚變中爆炸產生的中子脈衝進行核合成可以得到這些元素，它可被用做傳統武器，又能作為乾淨型氫彈的引爆器。
金屬氫是指氫氣在一定壓力下可轉化為固態晶體，在室溫下無須密封也能保持很長時間。金屬氫的威力是ＴＮＴ的２５至３５倍，是目前威力最強的化學炸物，已被列為美國國家科學計畫的重要研究項目。上述兩種核武器，目前並未聞中國開始研究，但因為中國已經簽署禁止核試驗條約，要深入研究只是時間問題。粒子束武器，是定向能武器的一種，其優點是：速度快，能量密度集中，能快速射擊不同方向的目標，貫穿力強，不受氣候影響，無放射性污染。缺點是受地球磁場的影響較大，可分為大氣層內使用、射程較近的帶電粒子束武器和太空使用、不帶電的中性粒子束武器，其射程可達幾千公里。
中國的粒子束武器研究伴隨著核物理學理論的進步而產生，已知在在７０年代開始進行。８０年代以來，隨著中國核物理學頻頻取得進展，進度大幅加快；觀察近年來中國的民、軍用高能物理學的學術文章，反映出其進展的長足進步。與美、俄比較，因為開發的時間和投資皆有差距，所以落後是必然的；但因為基礎理論和研究基礎相當紮實，推測其粒子束武器的進度可以列入國際前五名之內。
反物質武器是利用自然界中的正物質與其相對應的反物質互相作用，迅速釋放巨大的能量，只要幾微克的反物質就可以產生極強的Ｘ或γ射線激光。它是目前核武器中最強、最重要的一種。美國費米國立加速器研究所，法國和瑞士合建的歐洲研究中心，俄羅斯高能物理研究所都在做此研究。中國的反物質研究所始於８０年代初，由世界著名的核物理學家、反物質發現者趙中堯擔任技術顧問，因此西方稱他為「中國反物質武器之父」。關於這方面的公開資料幾近於無，其高度保密性正反映了其極端重要性，只能通過正負電子對撞機的零碎進展作為這種武器進展的參考。
聚變彈是與原子彈、氫彈、中子彈等通過核裂變作用相對應的一種武器，其作用方式也正好相反，生成物是十分乾淨的。各核國家都在對此做深入研究。聚變反應是核物理學幾十年來的難題，其歷史並不比裂變反應短多少。要觀察聚變彈的進展必須注意在可控核融合方面的研究，因為這是一種軍、民兩用科技，而且代表著一國高能物理學的最高水準；歷來各國在聚變領域的競爭非常激烈，若取得較大突破必然會公開炫耀，相對於上面各種核技術是透明度最高者，公開資料最多。如果某國在可控核融合取得全面突破，幾乎意味著能率先造出聚變彈。中國在聚變技術的進度有機會角逐全球第三位，聚變彈方面亦然。
因為第四代核武沒有污染，可做傳統武器之用，只有擁有氫彈和先進核物理學家的國家才有能力發展第四代核武。第四代核武是對核武管制的挑戰；它巧妙的繞開全面禁試條約的限制，而且除非連基礎核科學也一併禁止，否則第四代核武必將問世。特別是核緊試條約使第三代核武器的發展受到限制，第四代核武器成為核大國的唯一選擇。
◆核試驗
中國在簽署核條約前共進行了４５次核試驗，按照中國「一次實驗，多方收效」的原則，基本達到了他國數百次核試驗的的成果。其中大氣層核試有２３次，共十多萬人參加了效應試驗。
地下核試分為平洞和豎井兩種，中國原定於１９６０年５月９日首次進行平洞試驗，但為了更快取得實用導彈彈頭，並集中力量研製氫彈，這次試驗改為測量彈頭威力和性能的大氣層試驗，直到１９６９年９月２３日００︰１５時才首次進行平洞核試驗。１９７８年１２月１７日的第二次平洞核試驗取得大量重要數據，對後來的地下核試驗貢獻良多。１９７６年１０月１７日的第三次平洞核試首度在花崗岩內進行。１９８４年１２月１９日的第五次平洞核試是中子彈的首次原理實驗。這顆驗證彈圓滿成功並為全面突破中子彈技術瓶頸和首次中子彈核試驗打下了基礎，並在時程上反駁了美國對中國「竊取」中子彈機密的指控。
中國在１９６７年４月選定羅布泊西北的辛格耳為豎井核試驗場，這種方式是地下核試驗的主要類型。１９７５年４月鑽成深３００公尺，直徑２．５公尺的第一口花崗岩豎井，但直到１９７８年１０月１４日０９︰００時才首次豎井核試驗成功。１９８０年１０月１６日的大氣層核試驗後，後來的中國核試全面轉入地下；包括中子彈和近年的核試，也都採用豎井方式。在６０年代至７０年代，由於對科學規律認識不充分，中國有３次核試全部或局部失敗，但比例並不高。
從１９６４年１１月２日起，外國開始記錄羅布泊地震數據，從全球標準化地震研究網和地震聯合研究機構等地震記錄，可獲得特定的波形，有部分地震站定期向美國國家地震資訊中心和美國國際地震中心報告。９０年代中期，美國利用電腦程序一天三次自動訪問國家地震資訊中心的資料庫，監控中國的核試驗情況。西方自１９７２年１０月３日開始利用商業衛星偵察羅布泊核試驗場，採用多光譜掃瞄、反射束光導攝像管、地形測繪儀、高解析度照相機、紅外偵察儀器、太空梭的合成孔徑雷達等，宇航員也進行人工攝影。羅布泊在北部以西約２３００公里，曾選擇甘肅敦煌以西，新疆羅布泊以北４個地點，中俄兩國專家都認為敦煌以西１６０公里的地區最好。核試驗場分３個區。馬蘭科學城位於試驗場西北，在兩條幹線公路交匯點附近是主要指揮所和技術人員居住區。馬蘭西北幾十公里有一個保密研究所，即核試驗中心，三面環山，有一條對外公路。核試驗在試驗場東南方距馬蘭不遠的沙漠中進行。中央分區在馬蘭分區和東南分區之間，是地下核試驗場，但早年也進行過幾次低當量地面核試驗。中央分區又分為３個地下核試驗區；南部試驗區在大山中；１９６９年９月２２日和１９７５年１０月２７日的頭２次地下核試驗就在此進行。這兩次核試驗檢驗了地下核爆炸的封閉技術。這兩次試驗後，平洞核試驗轉移到西部試驗區，這個試驗區的核試驗都是低當量的，在試驗的同時也檢驗了地震武器的試驗數據和核試場的安全性、合理性。中子彈的原理性試驗和首次試爆都是在此進行的。東部試驗區是西山之間的一塊低斜坡地，進行深豎井地下核試驗。近年的核試驗有很多在此進行，包括東風－４１的彈頭試驗。
◆核武戰力
中國的核武發展除了提升國際地位和核反擊能力之外，也帶動了經濟建設所需的大批新型原材料、儀器和大中型民用工業設備的進步，使大量新的生產部門和新興科學得以建立和發展。中國的第一、第二代核彈進度極快，理論和技術水平也很高，其首枚原子彈就比廣島型先進，經三次核試驗後原子彈就裝上了導彈，再經過三次核試驗又製成了導彈的氫彈彈頭，這些都是核武器史上的最佳記錄。
對中國核彈數字的推測可謂人言人殊。西方權威的「簡氏集團」認為目前的總數是１０００枚左右，與真實數字的２５００枚以上差距懸殊。導致這種現象的原因是西方從５０年代至今一直沒有正視中國的高科技能力，在有許多數據選擇時通常會主觀的採取最差的。西方專家至今仍堅持中國只有數百枚核彈，事實可能有很大的誤判，中國的核彈與俄羅斯近２００００枚、美國１５０００枚相比固然很少，但卻超過英、法總和的２０００枚，居全球第三位，總當量介於５億至１０億噸ＴＮＴ，也是世界第三位。從核試次數與核武持有規模比例而言，效益可能是全球最高的。
大陸目前裝備的核彈有十多種，東風－２／２甲的核彈頭、初期空投原子彈和少數核地雷已經退役／戰略核武器方面中國早著先鞭，分為導彈核彈頭和航空核炸彈，後者隨著中國空軍戰略突破能力不佳和戰略導彈的進步日漸淘汰，２１世紀初會完全汰除。２０１０年前新裝備的核彈頭有東風－３１（巨浪－２）和東風－４１戰略導彈的分導式多彈頭，超音速隱身戰略巡航導彈的彈頭，當量為３０至５０萬噸ＴＮＴ，性能與美軍現役核彈頭相當。戰術核武器除了導彈彈頭和核航彈外，在７０年代裝備了核地雷，８０年代初又裝備了核深水炸彈、反艦導彈核彈頭，但數量少同時已屆淘汰。生命力較強撓校保擔病ⅲ保擔島撩綴伺詰
