歴史上重要な核実験の一覧を次に示す。広島と長崎の原子爆弾の投下に加え、既定の兵器のその国における初の核実験、さもなければ、例えばこれまでに最も大きな核実験だったなど顕著だった核実験が含まれる。すべての核出力（爆発力）は、推定エネルギーと等価とされるTNTの質量（kt）で与えられる。
表中の「実用兵器/非実用兵器」は、実験された装置が（理論実証装置と対照的に）実際の戦闘において仮定として使われることができたかどうかを意味する。
実験する核爆弾が初期の核爆発を起こすために大規模な機器に取り囲まれているようでは、実用的な兵器とは言えない。「多段階/非多段階」は、それがいわゆるTeller-Ulam構成の“本当の”水素爆弾か単に増幅核分裂兵器の形態であったかどうかを意味する。
なお、ツァーリ・ボンバと1998年のインドとパキスタンによる実験の核出力のように、いくつかの核実験の正確な核出力の推定は、専門家との間で論争となっている。
歴史的重要度の高い核爆発・核実験年月日名称（実験名）核出力 (kt)実施国重要性
1945年
7月16日ガジェット（トリニティ実験）19 アメリカ合衆国史上初の核分裂兵器実験
1945年
8月6日リトルボーイ15 アメリカ合衆国広島市において実戦使用
1945年
8月9日ファットマン21 アメリカ合衆国長崎市において実戦使用
1949年
8月29日RDS-1（ジョー1）22 ソビエト連邦ソビエト連邦による初の核分裂兵器実験
1952年
10月3日ハリケーン25 イギリスイギリスによる初の核分裂兵器実験
1952年
11月1日アイビー マイク10,400 アメリカ合衆国史上初の多段階熱核反応兵器実験（非実用兵器）
1953年
8月12日RDS-6（ジョー4）400 ソビエト連邦ソビエト連邦による初の核融合兵器実験（非多段階、実用兵器）
1954年
3月1日キャッスル ブラボー15,000 アメリカ合衆国初の多段階熱核反応兵器実験（実用兵器）、放射性降下物事故
1955年
11月22日RDS-371,600 ソビエト連邦ソビエト連邦による初の多段階熱核反応兵器実験（実用兵器）
1957年
11月8日グラップル X1,800 イギリスイギリスによる初めて成功した多段階熱核反応兵器実験
1960年
2月13日Gerboise Bleue70 フランスフランスによる初の核分裂兵器実験
1961年
10月31日ツァーリ・ボンバ50,000 ソビエト連邦史上最大の熱核反応兵器実験
1964年
10月16日59622 中華人民共和国中国による初の核分裂兵器実験
1967年
6月17日実験 No. 63,300 中華人民共和国中国による初の多段階熱核反応兵器実験
1968年
8月24日カノープス2,600 フランスフランスによる初の多段階熱核反応兵器実験
1974年
5月18日微笑むブッダ12 インドインドによる初の核分裂爆発実験
1998年
5月11日シャクティ I43 インドインドによる初の潜在核融合増幅兵器実験（正確な核出力は25 kt〜45 ktの間で議論されている）
1998年
5月11日シャクティ II12 インドインドによる初の核分裂“兵器”実験
1998年
5月28日Chagai-I9-12? パキスタンパキスタンによる初の核分裂兵器実験
2006年
10月9日Hwadae-ri1.5-15? 朝鮮民主主義人民共和国北朝鮮による初の核分裂兵器実験
1945年7月16日、ニューメキシコ州アラモゴードで世界初の核実験が行われた。
