En réglant le mécanisme de conception et d'exploitation d'une bombe nucléaire, le rendement peut être modifié pour être d'une très large gamme. Par exemple, les bombes à hydrogène, qui fusionnent les noyaux atomiques pour produire des explosions nucléaires, ont tendance à être plus énergique que les bombes atomiques, qui brisent les noyaux atomiques des explosions nucléaires à la place.
Les petites explosions nucléaires sont des «inachevé», comme le test de la Corée du Nord le 9 octobre 2006, qui a eu un rendement d'environ un kilotonne de TNT, et les premiers tests de petites armes nucléaires tactiques, comme dans Plumbbob opération en 1957 aux États-Unis. Certains des explosions nucléaires en exploitation Plumbbob étaient très petites, comme Pascal-A, la première explosion nucléaire souterraine, qui a eu un rendement de seulement 55 tonnes (son rendement a été officiellement répertorié comme "légère", bien que le rendement de tous les autres essais à l'opération Plumbbob a été rendu public).
Pascal-B, un autre test, ont un rendement d'environ 500 tonnes. Ballon coups de Lassen et Wheeler ont eu des rendements en vertu d'un demi-kilotonne. Un projectile surface, Franklin, pétillé, la production d'un rendement de l'ordre de 140 tonnes, alors que Coulomb-A, un test de sécurité, ont un rendement présumé de zéro. On ne sait pas comment petit la plus petite théoriquement possible explosion nucléaire serait, mais 55 tonnes est le plus petit de laquelle il ya un enregistrement, et peut approcher de la limite inférieure.
Les explosions nucléaires avec des rendements de quelques dizaines de tonnes sont considérées comme extrêmement faible, mais toujours plus grand que la quasi-totalité des explosions d'armes conventionnelles. L'attentat d'Oklahoma City, qui a détruit la Alfred P. Murrah Federal Building, a eu un rendement de seulement deux tonnes de TNT, tuant 168 personnes et en blessant plus de 800. La plus grande bombe a confirmé classique, la GBU-43 / B souffle Massive Ordnance Air, a un rendement équivalent à environ 11 tonnes de TNT, avec un rayon d'explosion de 450 pi (137 m). Son onde de choc est dite être suffisante pour détruire neuf blocs de la ville.
Si Pascal-A est l'une des plus petites explosions nucléaires de tous les temps avec un rendement de 55 tonnes, alors la plus grande explosion nucléaire, un test appelé soviétique Tsar Bomba, était d'environ un million de fois plus grande, avec un rendement de 50 mégatonnes. Par comparaison, la bombe d'Hiroshima, Little Boy, a eu un rendement de seulement environ 14 kilotonnes, mais il essentiellement détruit une ville entière. Un «typique» d'armes nucléaires dans les arsenaux des États-Unis et de la Russie dans l'époque moderne est à environ mégatonnes couple. Tsar Bomba était si énorme que son rendement était approximativement équivalent à dix fois les explosifs utilisés dans la Seconde Guerre mondiale combinés. Il pourrait avoir causé des brûlures au troisième degré à une distance de 58 km (36 mi). Le rayon boule de feu était d'environ 2,5 km (1,5 mi) et a duré 26 secondes. Cette arme nucléaire était si puissante, il est assez hallucinant.