Joe 4 fue un apodo estadounidense para la primera prueba soviética de un arma termonuclear el 12 de agosto de 1953, que detonó con una fuerza equivalente a 400 kilotones de TNT. La terminología soviética adecuada para la ojiva era RDS-6s, Reaktivnyi Dvigatel Specialnyi, lit. 'Special Jet Engine'.

RDS-6 utilizó un esquema en el que el combustible de fisión y fusión (deuteruro de litio-6) estaba "en capas", un diseño conocido como el modelo Sloika (en ruso: llamado así por un tipo de hojaldre en capas) en la Unión Soviética. Se logró un aumento de diez veces en el poder explosivo mediante una combinación de fusión y fisión. Edward Teller teorizó anteriormente un diseño similar, pero nunca se probó en los EE. UU., Como el "reloj despertador".

Las pruebas de armas nucleares son experimentos llevados a cabo para determinar la eficacia, el rendimiento y la capacidad explosiva de las armas nucleares. Las pruebas de armas nucleares ofrecen información práctica sobre cómo funcionan las armas, cómo las detonaciones se ven afectadas por diferentes condiciones y cómo el personal, las estructuras y el equipo se ven afectados cuando se someten a explosiones nucleares. Sin embargo, las pruebas nucleares se han utilizado a menudo como un indicador de fuerza científica y militar. Muchas pruebas han sido abiertamente políticas en su intención; la mayoría de los estados con armas nucleares declararon públicamente su estatus nuclear a través de una prueba nuclear.

El primer dispositivo nuclear fue detonado como prueba por los Estados Unidos en el sitio de Trinity en Nuevo México el 16 de julio de 1945, con un rendimiento aproximadamente equivalente a 20 kilotones de TNT. La primera prueba de tecnología de armas termonucleares de un dispositivo de ingeniería, con nombre en código "Ivy Mike", se probó en el atolón Enewetak en las Islas Marshall el 1 de noviembre de 1952 (fecha local), también por los Estados Unidos. El arma nuclear más grande jamás probada fue la "Tsar Bomba" de la Unión Soviética en Novaya Zemlya el 30 de octubre de 1961, con el mayor rendimiento jamás visto, un estimado de 50 a 58 megatones.

En 1963, tres (Reino Unido, EE. UU., Unión Soviética) de los entonces cuatro estados nucleares y muchos estados no nucleares firmaron el Tratado de Prohibición Limitada de Pruebas, comprometiéndose a abstenerse de probar armas nucleares en la atmósfera, bajo el agua o en el espacio exterior. El tratado permitió las pruebas nucleares subterráneas. Francia continuó las pruebas atmosféricas hasta 1974 y China continuó hasta 1980. Ninguno ha firmado el tratado. Las pruebas subterráneas en la Unión Soviética continuaron hasta 1990, el Reino Unido hasta 1991, los Estados Unidos hasta 1992 (su última prueba nuclear) y China y Francia hasta 1996. Al firmar el Tratado de Prohibición Completa de Pruebas Nucleares en 1996, estos países se comprometieron a suspender todas las pruebas nucleares; el tratado aún no ha entrado en vigor debido a que ocho países no lo han ratificado. Los no signatarios India y Pakistán probaron armas nucleares por última vez en 1998. Corea del Norte realizó pruebas nucleares en 2006, 2009, 2013, 2016 y 2017. La prueba nuclear confirmada más reciente ocurrió en septiembre de 2017 en Corea del Norte.