1967年6月17日，中國以空爆的方式成功試爆了第一枚氫彈，相當於165枚廣島原子彈的威力。在此之前，美國、蘇聯、英國分別在1952年、1953年、1957年試爆了各自的首枚氫彈。

這是首枚氫彈爆炸後，試驗場工作人員面對蘑菇雲揮舞「紅寶書」慶祝的畫面。1967年正是「文化大革命」的高潮階段。據新華社近年來的揭密，文革對氫彈的研發也造成了不小的干擾；而在試爆當天，周恩來在接到身處第一線的聶榮臻的電話時，第一句回話便是「毛主席萬歲」。

作為氫彈的先導科技，中國已經在1964年10月16日首次試爆了原子彈，從而掌握了核裂變技術。在安理會五個常任理事國中，中國試爆原子彈是最晚的。不過，氫彈試爆卻搶在了法國之前(1968年)。

氫彈的技術比原子彈更為複雜。簡而言之，為了引爆氫彈，首先需要引爆一枚原子彈(裂變)，利用其產生的高溫、高壓觸發熱核聚變反應。聚變產生的大量中子再引發核心內的重核元素更強烈的裂變。整套裝置都必須集成在一個彈頭/航空炸彈的體積內。圖為中國首枚氫彈的模型。

目前，全球共有美、俄、英、法、中以及印度、巴基斯坦、北韓8個國家公開宣佈擁有核武器，而掌握氫彈技術的只有安理會五常。由於氫彈的保養、維護非常昂貴，因此除了中國外，其他四國都已經將核武庫中的氫彈退役。中國目前還保留有少量氫彈，可以由東風5型洲際導彈搭載。圖為2015年9月3日出現在北京閱兵式上的東風5B型導彈。

從1964年首枚原子彈起，中國總共約45次核試驗就都在羅布泊西端的馬蘭軍事基地進行。1980年之後，所有的核試驗都轉到地下進行。1996年7月，進行了最後一次地下核試驗後，中國政府宣佈暫停所有核試驗。曾經高度機密的馬蘭基地，現在已經作為歷史遺跡開放為旅遊景點。圖為基地內的首枚原子彈試爆塔架的複製品。

一些維吾爾人則認為，中國政府持續三十多年的核試驗，損害了羅布泊周邊地區居民的健康。曾經在烏魯木齊鐵路中心醫院任職的腫瘤科醫生安尼瓦爾‧土赫提指出，在羅布泊基地附近居住的民眾，其淋巴癌、血癌、肺癌發病率都高於其他地區。中國官方對此予以否認，同時則對核試驗基地的退伍人員給予特別補貼。

除了羅布泊，中國還有一些曾經的核武器基地如今也對外開放。圖片中是位於重慶涪陵的816地下核工廠，其任務是讓中國在經受高強度核打擊後還能保持核武器生產能力，以便進行核反擊。中國的核戰略明顯有別於美國和俄羅斯，即不追求先發制人的毀滅性打擊能力，而是重視反擊能力，從而對核國家形成威懾。中國政府將這一戰略概括為「不首先使用核武器原則」。

和馬蘭基地一樣，816地下核工廠如今也已經開放為旅遊景點。事實上，這座埋藏於深山之下的工廠從未竣工投產。1984年，由於國家戰略調整，已經建成大半的工廠停工。全名為「三線建設進洞的原子能反應堆及化學後處理工程」的工廠，未曾生產出1克核燃料。