Dengan menyetel desain dan mekanisme pengoperasian bom nuklir, hasil dapat dimodifikasi menjadi rentang yang sangat luas. Misalnya, bom hidrogen, yang menggabungkan inti atom untuk menghasilkan ledakan nuklir, cenderung lebih energik daripada bom atom, yang memecah inti atom untuk ledakan nuklir.
Ledakan nuklir terkecil adalah “fizzles”, seperti uji coba Korea Utara pada 9 Oktober 2006, yang menghasilkan sekitar satu kiloton TNT, dan uji coba awal senjata nuklir taktis kecil, seperti dalam Operasi Plumbbob pada tahun 1957 di Amerika Serikat. Beberapa ledakan nuklir dalam Operasi Plumbbob sangat kecil, seperti Pascal-A, ledakan nuklir bawah tanah pertama di dunia, yang menghasilkan hanya 55 ton (hasilnya secara resmi terdaftar sebagai “sedikit”, meskipun hasil dari setiap ledakan lainnya tes dalam Operasi Plumbbob dipublikasikan).
Pascal-B, tes lain, menghasilkan sekitar 500 ton. Tembakan balon Lassen dan Wheeler memiliki hasil di bawah setengah kiloton. Sebuah tembakan permukaan, Franklin, gagal, menghasilkan hasil sekitar 140 ton, sementara Coulomb-A, tes keamanan, memiliki hasil yang diduga nol. Tidak diketahui seberapa kecil kemungkinan ledakan nuklir terkecil secara teoritis, tetapi 55 ton adalah yang terkecil yang pernah tercatat, dan mungkin mendekati batas bawah.
Ledakan nuklir dengan hasil beberapa lusin ton dianggap sangat kecil, tetapi masih lebih besar dari hampir semua ledakan senjata konvensional. Pemboman Kota Oklahoma, yang menghancurkan Gedung Federal Alfred P. Murrah, hanya menghasilkan dua ton TNT, menewaskan 168 dan melukai lebih dari 800. Bom konvensional terbesar yang dikonfirmasi, GBU-43/B Massive Ordnance Air Blast, telah hasil yang setara dengan sekitar 11 ton TNT, dengan radius ledakan 450 kaki (137 m). Gelombang kejutnya dikatakan cukup untuk menghancurkan sembilan blok kota.
Jika Pascal-A adalah salah satu ledakan nuklir terkecil sepanjang masa dengan hasil 55 ton, maka ledakan nuklir terbesar, uji coba Soviet yang disebut Tsar Bomba, sekitar satu juta kali lebih besar, dengan hasil 50 megaton. Sebagai perbandingan, bom Hiroshima, Little Boy, hanya menghasilkan sekitar 14 kiloton, namun pada dasarnya menghancurkan seluruh kota. Senjata nuklir “khas” di gudang senjata Amerika Serikat dan Rusia di zaman modern adalah sekitar beberapa megaton. Tsar Bomba begitu besar sehingga hasilnya kira-kira setara dengan sepuluh kali lipat bahan peledak yang digunakan dalam Perang Dunia II digabungkan. Itu bisa menyebabkan luka bakar tingkat tiga pada jarak 58 km (36 mil). Jari-jari bola api sekitar 2.5 km (1.5 mil) dan berlangsung selama 26 detik. Senjata nuklir ini sangat kuat, mengejutkan pikiran.