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。

核実験は、軍事的・科学的な実験に留まるものではなく、政治的なプロパガンダの役割を果たす場合も少なくない。特にソ連や中国においては、「米帝」などに対する「やむにやまれぬ」「苦渋に満ちた」核実験であると表明するケースも少なからずあり、同時に国力を誇示する役割を果たす場合も少なくない。こうした例は、中国の記録映画『中国の核実験』の作成・上映などといった形態で見ることが出来る。北朝鮮の核実験もまた、同様の性質を持っているといえよう。