最早出现的原子弹是一种枪式原子弹。由于这种原子弹对核装药的利用率不高，经科学家深入的研究，设计出一种收聚式原子弹，也叫内爆式原子弹。
收聚式原子弹的外型比较短粗，核装药不像枪式原子弹那样只有两块，而是许多块，它们对称的分布在以中子源为中心的球面上，很像一个有皮块拼接的足球。在每块核装药的外面装有中子反射层，再外面是高爆速炸药、传爆药和雷管。所有雷管都与起爆控制器相连。当起爆控制器按照预定的起爆时间发出的起爆指令时，所有雷管便同时引爆传爆药，所有炸药块同时向里爆轰。每块核装药在炸药的爆轰下，受到压缩。并以很大速度向球心的中子源运动。核装药在高速向球心靠拢时，相互碰撞，产生的高压使核装药在球心处达到高超临界。同时，球心的中子源射出大量中子，链式反应开始，向外膨胀。在内外力量的夹击下，核装药体积达到最小，密度最高，链式反应激烈进行，在不到几微秒的时间内，放出巨大能量，温度可达3107～4107摄氏度，压力高达数百亿个大气压，其杀伤威力远在枪式原子弹之上。
