بمب هیدروژنی یا گرماهسته‌ای نوعی بمب هسته‌ای است که انرژی آن ابتدا از طریق فرایند شکافت هسته‌ای تامین می‌شود و گرما و فشار حاصله از این انفجار باعث شروع فرایند همجوشی هسته‌ای می‌شود. به همین دلیل بمب‌های گرماهسته‌ای انرژی بسیار بیشتری نسبت به بمب‌های هسته‌ای تک‌مرحله‌ای آزاد می‌کنند. این بمب‌ها از آن رو به «بمب هیدروژنی» معروف شده‌اند که فرایند همجوشی هسته‌ای با استفاده از هیدروژن انجام می‌شود. نخستین آزمایش این نوع بمب در سال ۱۹۵۲ توسط آمریکا انجام شد که تصاویر آن را در این ویدیو می‌توانید ببینید.
