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この項目では、量産される核爆弾の一種について説明しています。その他の用法については「核弾頭 (曖昧さ回避)」をご覧ください。
ミニットマンIIIに搭載されているW78核弾頭を搭載したMk.12A再突入体

核弾頭（かくだんとう、nuclear warhead）とは、モジュール化された核兵器のことであり、ミサイルや魚雷などの弾頭として用いられているもののことである。
概要

初期の核兵器は核爆弾として、爆撃機から投下する大型のものであった。これらは航空爆弾として核兵器と一体で開発された。しかし、1950年代後半、大陸間弾道ミサイルなどが開発されると、核爆発装置としての弾頭部（Warhead）と、搭載兵器（運搬手段）の開発が別個に行われるようになった。つまり兵器名と核弾頭の形式番号が明確に分離されるようになったのである。

例を挙げると、広島に投下された原爆の兵器名（Weapon Name）はリトルボーイ（Little Boy）であるが、弾頭の形式番号（warhead designation）はMark 1であり、これは不可分のものである。しかしW7型核弾頭は、コーポラル短距離弾道弾（SRBM）、自由落下爆弾ベティ、ボア空対地ミサイル、オネストジョン短距離弾道弾、核地雷（ADM）などの複数の核兵器に使用された。

核弾頭の設計・開発が搭載兵器の開発と分離されたため、核弾頭の設計は少人数で済むようになった。冷戦終結の頃、アメリカ国内にいた核弾頭の設計者は、わずか50人ほどだったと言われる。彼等は高度な機密を共有しお互いにファーストネームで呼び合う間柄だった。
搭載兵器

核弾頭が搭載される兵器は概ね以下の通り。
核ミサイル
核弾頭が弾道ミサイルに搭載される場合は、大気圏へ再突入する際に生じる空力加熱による高熱から保護するため、再突入体（re-entry vehicle、RV）と呼ばれるカプセルに搭載されてミサイルに搭載される。RVは断熱機構を備えており先の尖った円錐形状をしているが、マッハ25とも言われる高速で大気圏に突入するため、空力加熱で着弾までに大部分が損耗してしまう。ミサイルのテスト発射後に回収されたRVの写真には半球状にまで磨耗した姿が写っている。
核砲弾
戦術用の核兵器で大口径のカノン砲から発射される核弾頭を搭載した砲弾。
核地雷
敵陸上部隊に対する攻撃のほか、巨大な対戦車壕を瞬時に掘削する兵器で、敵の進行予測地域に前もって敷設される。イギリスはブルー・ピーコック（Blue Peacock）と呼ばれる核出力10キロトンの核地雷を当時の西ドイツに配備する計画を持っていたが、1958年に中止された。
核爆雷
主に対潜水艦用に使用される兵器で、そのまま航空機から投下したり対潜ミサイルの弾頭として運用される。艦船からの投下はしない。
核魚雷
主に対潜水艦用だが、対潜ミサイルに搭載された核魚雷は副次的な対艦攻撃任務を持つ物がある。
核爆弾
航空機から投下される航空爆弾。