Starfish Prime adalah uji coba nuklir ketinggian tinggi yang dilakukan oleh AS pada tanggal 9 Juli 1962, di Johnston Atoll di Pasifik, sekitar 1400 km (870 mil) barat daya pulau-pulau Hawaii. Starfish Prime dilakukan sebagai bagian dari Operasi Dominic. Atol Johnston dipilih sebagai lokasi pengujian karena isolasinya yang relatif.
Operasi Dominic merupakan rangkaian uji coba nuklir terbesar yang pernah dilakukan oleh Amerika Serikat, dengan total 105 bom meledak di berbagai ketinggian. Pada saat itu, paranoia Perang Dingin mencapai puncaknya, dan Amerika Serikat dengan cepat bergegas mengembangkan rudal yang mampu menyerang jantung Rusia dari landasan peluncuran Sekutu di Inggris. Starfish Prime hanyalah salah satu dari tes ini.
Diluncurkan di atas roket Thor (Rudal Balistik Jarak Menengah) adalah hulu ledak termonuklir W49 dengan hasil desain 1.44 megaton. Hulu ledak itu meledak 400 km (250 mil) di atas pulau, jauh di atas definisi internasional untuk luar angkasa, yang hanya 100 km di atas permukaan. Pulsa elektromagnetik yang dihasilkan melumpuhkan banyak alat elektronik di dekat Hawaii, menyalakan alarm pencuri, merusak tiga ratus lampu jalan, membuat kekacauan dengan radio dan perangkat TV, dan menyambungkan kabel listrik. Ledakan itu menciptakan aurora buatan yang bertahan selama tujuh menit dan dapat dilihat dari jarak sejauh Samoa, 3200 km (2000 mil).
Karena kurangnya udara di ketinggian tempat Starfish Prime dipentaskan, tidak ada bola api yang dihasilkan, meskipun banyak efek jahat lainnya terjadi, beberapa direncanakan, beberapa tidak. Tiga minggu sebelumnya, pada tes lain yang terkait dengan Operasi Dominic, Bluegill Prime, penguat Thor gagal dan tes harus dibatalkan, menghujani logam radioaktif di Atol Johnston.
Selama pengujian ini, Starfish Prime berhasil, tetapi melepaskan begitu banyak energi ke sabuk radiasi Bumi sehingga elektronik halus di tujuh satelit hancur, total 1/3 dari semua satelit di orbit rendah bumi pada saat itu. Kurangnya cara mengukur radiasi di sabuk radiasi bagian dalam Bumi, ini menyebabkan peluncuran satelit pengukuran yang lebih rumit. Dikatakan bahwa elektron berenergi tinggi dari Starfish Prime bertahan di atmosfer selama lima tahun.