核兵器（かくへいき、英: nuclear weapon）は、核分裂の連鎖反応、または核融合反応で放出される膨大なエネルギーを利用して、爆風、熱放射や放射線効果の作用を破壊に用いる兵器の総称。原子爆弾、水素爆弾、中性子爆弾などの核爆弾（核弾頭）とそれを運搬する運搬兵器で構成される。技術の根幹が原子力発電と同様であり、原子力発電による生成物が核兵器の燃料となり得る。そのため核兵器の燃料が単純製造されることはほとんど無く、核兵器保有国の自国内にある原子力発電所から供給される使用済み核燃料が利用される。 核兵器は生物兵器、化学兵器と合わせてNBC兵器（またはABC兵器）とよばれる大量破壊兵器である。一部放射能兵器も含めて核兵器と称する場合があるが、厳密には放射能兵器を核兵器に分類するのは誤りである。 核兵器は、人類が開発した最も強力な兵器の一つであり、一つの爆弾で都市を壊滅させる事も可能である。通常兵器と比較して広範囲に、無差別に、残留放射能として長年にわたり破壊的影響を与える。開発されてから20世紀後半に配備数が世界中に増えるにつれ核戦争の脅威が想定されるようになり、単なる兵器としてだけではなく国家の命運、人類の存亡にも影響するものとして、開発・配備への動きのみならず、規制・廃棄の動きなど様々な議論の対象となってきた。現在までに実戦使用されたのがアメリカ合衆国による、第二次世界大戦における倭国への2発（広島・長崎）のみである。 第二次世界大戦後は、配備している国の側にとっては、「我が国には核兵器を使う選択肢があるぞ」と脅して他国に対する一種の「抑止力」として、その保有意義が評価されてきた側面を持ち、周辺国が核兵器を保有した場合に自国も核兵器を持とうとする傾向が強まったが、20世紀末ころから次第に核兵器の抑止理論には綻び（ほころび）が生じている面もある、と右派からも左派からも指摘されることから増えてきた。 核兵器の使用に関しては国家間プロジェクトで監視されており、原料となる使用済み核燃料の管理や、核爆発についても人工衛星、地震計、大気中放射能測定などが常時稼働している。この監視では核兵器だけでなく核実験特有の振動なども監視される。だが、核兵器の製造や保有の監視に関しては、あまりうまく行われていない。たとえばロシアの核兵器の保有に関して、正確にどの場所にいくつあるか、監視できていない。 核兵器は核分裂を主とする原子爆弾と核融合を主とする水素爆弾の大きく二つに分類される。この二つを同程度の兵器サイズで比較すると、原子爆弾は設計が容易だが大威力化に限界があり、水素爆弾は複雑な設計が要求されるが最大威力を大きくすることができる。また、兵器の形態としても、開発当初は大型航空爆弾のみであったが、その後ミサイルや魚雷の弾頭、砲弾までも様々なものが開発されている。