Atom bombası, uranyum veya plütonyum gibi ağır elementlerin parçalanabilir izotoplarının, kritik kütle denilen belli bir ağırlık limiti üzerinde bir araya getirildiğinde zincirleme reaksiyona girerek çok büyük bir güç üretmesi nedeniyle bölünür. Bu süreç, nükleer fisyon (ayrışma) olarak bilinir. Fisyon tepkimesi, Albert Einstein’ın özel görelilik teorisinin sonuçlarından biri olan meşhur E=mc² denklemi ile açıklanır. Fisyon tepkimesi, 1945 yılında ABD tarafından Japonya'nın Hiroşima ve Nagazaki kentlerine atılan atom bombalarının temelini oluşturmuştur.