核地雷是指装有核爆炸装置的地雷，亦称原子爆破装置，属于战术武器的一种。主要用于核爆炸时构成的地形障碍和放射性污染来阻滞敌军行动，迟滞敌坦克群的开进，有时也用来破坏敌后方的潜在军事目标，如机场、指挥所等。
核地雷的外形很普通，没有固定的特殊形态，有的宛如行囊，有的像提箱。其构造都由战斗部和成套组合件构成。战斗部装填不同当量的核装药。成套组合件包括：发火装置，用于接受起爆地雷的信号，并将战斗部内的核装药引爆；定时器，用于选择装定地雷起爆的时间，保证准时启动发火装置；防护包装套，用于保护设置在地下、水中的核地雷战斗部避免受压、受潮和受光、电、磁等物理场变化的影响而损坏；判读器，用于采取遥控起爆时，判读发火装置的有关数据。将各部分按设计要求用导线相连，便成为一枚核地雷。
核地雷的体积和重量都很小。像美国研制的山脉型核地雷，爆炸威力为10吨梯恩梯当量，其长度仅910毫米、直径380毫米、重45.36公斤，一名士兵即可背运。所以，核地雷的保管、运输和安放都比较简便。在预有准备的条件下，一般10分钟之内，便可设置好一枚核地雷。
能以极少的人力、物力和时间，构成难以克服的巨大炸坑，对部队机动起巨大阻滞作用。据美国效应试验证明：一枚相当于一万吨梯恩梯爆炸威力的核地雷在地面上爆炸时，能制造直径90米、深20米的大炸坑。但是，炸坑大小不仅与核装药的当量有关，而且与地雷埋设的深度密切相关。试验数据证明，一般核地雷的梯恩梯当量增大10倍，炸坑尺寸约增大1倍；若当量不变则在最佳埋深时炸坑最大；埋得过深或过浅都会影响炸坑的大小。
能造成大面积的放射性沾染区，妨害部队的作战行动。核地雷爆炸后，放射性物质90%以上留在土壤中及其炸坑附近，5%以沉降物形式散落开来构成沾染障碍区。在风速为5米/秒的条件下，核地雷的放射性沉降物散落区长达14.5公里。放射性沾染比克服炸坑更加困难。乘坐车辆去克服这类障碍，至少要两昼夜。
能以巨大的爆炸威力直接摧毁军事设施和兵器、装备，杀伤有生力量。据分析，一枚2000吨梯恩梯当量核地雷爆炸，可摧毁或杀伤180米距离内的坦克、260米距离内的装甲输送车、950米距离内的暴露人员。当对方装甲部队沿3公里正面发起进攻时，仅一枚核地雷就可摧毁其12%的坦克、17%的装甲输送车。
