根据小型、机动、突防、安全、可靠的核武器发展方向，核武器研究设计院在70年代展开核弹头小型化、分导式多弹头、战术核弹和中子弹的开发。因此，美国中情局和联调局情报官员指1987年来中国来访学者从加州利弗莫尔的劳伦斯利弗莫尔国立研究所非法获取的中子弹资料，是中国制成中子弹的最重要技术来源，可能是缺乏实据的政治指控。
事实上，国防科工委和工机部曾指示核研院(代号9院)与西北核试验基地(罗布泊)互相配合，于1982至1988年在战术核弹的基础进行一连串1000吨左右当量的核试验，验证设计原理和突破技术瓶颈，并于1988年9月29日上午成功在中央分区核试验场(罗布泊其中一个地区)进行首度中子弹试爆。中国在70年代后期开始进行中子弹的预研工作，经过大约10年的发展，使中国成为继美、法、俄后第四个拥有中子弹的国家。从此，也把中国的核武技术从第二代升级到第三代的水平，因此拥有最先进的小当量、低污染战术核武器，不至于要轻易动用容易引发全面核大战的战略核武器，其好处自不待言。
中国在原子弹尚未进行实验时就展开氢弹的预研工作，在氢弹未全部装上弹道导弹、战术原子弹尚未结束定型实验时，就展开中子弹的预研工作。而中国在第一枚中子弹尚未实验前，也同时对其他第三代核武器开展了预研。
目前中国对第三代核武的进展仍视为机密，但是专家普遍认为，它们是以不同释放能量并具有特定功能的核武器，所以中子弹即为其一。这一代核武器在爆炸时突出某种杀伤破坏效应，同时削弱其他效应，即以限制核弹的杀伤破坏力来达到特殊的战略战术要求。正如中子弹在50年代至60年代已在美国和苏联开始研究类似，第三代核武器有电磁脉冲弹、冲击波弹、X射线镭射武器、等离子体武器、中子弹等几种，美俄两国都进行过相关实验。
根据测量数据，100万吨的氢弹在100公里高空爆炸，电磁脉冲可以覆盖1200平方公里；在400公里高空则为2200平方公里。在美国上空4000公里连续引爆三枚千万吨级氢弹，则整个北美的电力和电子网络将完全破坏。但研制高效的电磁脉冲弹的关键在于“如何产生更多电磁脉冲并引向敌方，同时又不祸及自己”。外电曾报道，海湾战争开打前美国某将领曾要求在巴格达上空引爆一枚核弹，以破坏伊军的C3I系统，但为布什总统拒绝。这是否显示美国以秘密制成电磁脉冲弹？目前仍未知晓。中国媒体曾暗示，中国的常规电磁脉冲弹头已在90年代中期服役，相信会用于M－9、M－11导弹，其用途与“战斧”巡航导弹在海湾使用的弹头相同。随着中国传统脉冲弹头的服役，作用相同的核弹可能已经停止发展。
冲击波弹的全名是“弱辐射强冲击波或弱剩余辐射弹”，其实也就是小型氢弹，作用原理与中子弹相反，爆炸时增强冲击波并减少核辐射，适合攻击工事或做钻地核弹摧毁地下设施。美苏在50年代利用核爆炸进行资源勘探、开挖运河时，作用与此类似。一枚5000吨的冲击波弹爆炸威力强大，若要抵抗其轰击加固费用将超过建筑成本的50％。美国曾在内华达州用钻地冲击波弹对一座10余公尺钢筋混凝土加固的地下指挥所进行实验。该弹前端是铀钨合金穿甲弹头，中间是冲击波弹，尾部是喷气加速弹，被这种三合一核弹命中的指挥所瞬间被炸的荡然无存，只剩大弹坑了。中国对冲击波弹的作用原理非常清楚，研究也极深入，从公开的物理学刊物上也可知悉这一点。以此观之。中国就算未造出这种核弹，应已具备门槛技术。X射线镭射武器是核爆衍生的，为一种瞬间向不同空间同时发射数十条X射线的大破坏性定向能武器，可在太空摧毁来袭的战略核导弹，是里根星球大战计划的重要一环。其难处在于：同时瞄准和跟踪多目标，激光棒(固体激光武器)被核爆产生的X射线汽化前，必须发射出激光束，这需要全新的特殊材料。1980年，美国能源部利弗莫尔核武器研究所率先在内华达州进行这种低当量的核装置实验，脉宽达毫微秒级，功率300兆兆瓦。1985年12月28日，代号“金石”的同类地下核试验在相同地点进行，爆炸深度550公尺，当量2至15万吨TNT，连续的试验基本上证实了其可行性。以中国的战略需要、战术水平、核武器发展时间、技术水平、理论基础等来综合分析，这方面的进度应该只达到理论研究阶段，公开资料的深度和数量与其他第三代核武器比差距很大，相信美俄一样停止了这方面的研究。
等离子体武器的情况可能更原始。核爆炸形成的火球，内部物质的中子被电离，这些中子、剥离了电子的离子流和电子组成等离子体，犹如恒星一样在几秒内火球急剧膨胀，温度急降以至熄灭。由于火球向四周膨胀，能量损失很快，如一个100万吨当量的核弹在大气层爆炸，火球半径可达1000公尺，但很快就会消失。如果把等离子体的火球沿着特定方向发射，就能摧毁远距离的目标，十分适用于外太空作战。其难题除了把核弹能量化为等离子体外，更难的是如何以特定方向射向目标，因此这是最难、最没有把握制成的核武器。目前俄罗斯在这方面的进展较大，未闻中国以开始实质性的研究工作；但以中国在21世纪的太空发展进度而言，不能排除将来会加强发展等离子体武器。
更先进而且干净的第四代核武器有：聚变弹、反物质弹、粒子束武器、金属氢武器、核同位素武器等。它们介于传统武器与核武器之间的灰色地带；第三代核武器受全面禁止核试验条约的制约，但第四代核武器以聚变原理为主，可加以限制的只有技术水平的高低。与第三代核武器近似，这些干净核武器的预研早已在进行中，国际上目前以美、俄、法三国的水准最高。
核同位素是指质量、数量和原子序数相同、在可测量时间内有不同能量和放射性的两个或以上的核元素，它产生的能量比高能炸药强100倍，目前各国正研究它的性质和释放能量的方法。通过重离子碰撞或惯性约束聚变中爆炸产生的中子脉冲进行核合成可以得到这些元素，它可被用做传统武器，又能作为干净型氢弹的引爆器。
金属氢是指氢气在一定压力下可转化为固态晶体，在室温下无须密封也能保持很长时间。金属氢的威力是TNT的25至35倍，是目前威力最强的化学炸物，已被列为美国国家科学计划的重要研究项目。上述两种核武器，目前并未闻中国开始研究，但因为中国已经签署禁止核试验条约，要深入研究只是时间问题。粒子束武器，是定向能武器的一种，其优点是：速度快，能量密度集中，能快速射击不同方向的目标，贯穿力强，不受气候影响，无放射性污染。缺点是受地球磁场的影响较大，可分为大气层内使用、射程较近的带电粒子束武器和太空使用、不带电的中性粒子束武器，其射程可达几千公里。
中国的粒子束武器研究伴随着核物理学理论的进步而产生，已知在70年代开始进行。80年代以来，随着中国核物理学频频取得进展，进度大幅加快；观察近年来中国的民、军用高能物理学的学术文章，反映出其进展的长足进步。与美、俄比较，因为开发的时间和投资皆有差距，所以落后是必然的；但因为基础理论和研究基础相当扎实，推测其粒子束武器的进度可以列入国际前五名之内。
反物质武器是利用自然界中的正物质与其相对应的反物质互相作用，迅速释放巨大的能量，只要几微克的反物质就可以产生极强的X或γ射线激光。它是目前核武器中最强、最重要的一种。美国费米国立加速器研究所，法国和瑞士合建的欧洲研究中心，俄罗斯高能物理研究所都在做此研究。中国的反物质研究所始于80年代初，由世界著名的核物理学家、反物质发现者赵中尧担任技术顾问，因此西方称他为“中国反物质武器之父”。关于这方面的公开资料几近于无，其高度保密性正反映了其极端重要性，只能通过正负电子对撞机的零碎进展作为这种武器进展的参考。
聚变弹是与原子弹等通过核裂变作用相对应的一种武器，其作用方式也正好相反，生成物是十分干净的。各核国家都在对此做深入研究。聚变反应是核物理学几十年来的难题，其历史并不比裂变反应短多少。要观察聚变弹的进展必须注意在可控核聚变方面的研究，因为这是一种军、民两用科技，而且代表着一国高能物理学的最高水准；历来各国在聚变领域的竞争非常激烈，若取得较大突破必然会公开炫耀，相对于上面各种核技术是透明度最高者，公开资料最多。如果某国在可控核聚变取得全面突破，几乎意味着能率先造出聚变弹。中国在聚变技术的进度有机会角逐全球第三位，聚变弹方面亦然。
因为第四代核武没有污染，可做传统武器之用，只有拥有氢弹和先进核物理学家的国家才有能力发展第四代核武。第四代核武是对核武管制的挑战；它巧妙的绕开全面禁试条约的限制，而且除非连基础核科学也一并禁止，否则第四代核武必将问世。特别是核紧试条约使第三代核武器的发展受到限制，第四代核武器成为核大国的唯一选择。
