يمكن للانفجار النووي أن يقتل بطرق ثلاث هي موجة الحرارة وموجة الضغط والإشعاع.

تندلع موجة الحرارة المحرقة بفعل الانفجار الهائل الناجم عن الجهاز النووي. وموجة الضغط من جهتها تحوّل الأشياء إلى مقذوفات لدى دفعها بعيداً عن مركز الانفجار.  

أما الإشعاع، فحالة فريدة خاصة بالأسلحة النووية تحدث إصابات قصيرة الأمد وأخرى طويلة الأمد. يتمثل التأثير القصير الأمد بالمرض الإشعاعي الذي تشمل أعراضه الغثيان والتقيؤ والإسهال. أما التأثيرات الطويلة الأمد، فتشمل أمراضاً سرطانية عدة، وعلى وجه الخصوص الأورام اللمفاوية وسرطان الغدة الدرقية، فضلاً عن تشوهات خلقية تصيب أطفال الأمهات اللواتي تعرضن للإشعاع.   

هذا ويختلف العدد الإجمالي للإصابات التي تقع بفعل انفجار نووي بحسب عوامل عدة هي الكثافة السكانية والظروف المناخية وحدوث الانفجار في الجو أو على الأرض. وجدير بالذكر أن عدد الوفيات بسبب انفجار نووي لا يرتبط بالانفجار وحسب، وإنما أيضاً بوضع النظام الصحي المحلي.

وفي أعقاب انفجار نووي ما، يلحق الدمار بعدد من المستشفيات ومنشآت الرعاية الصحية. كذلك يُصاب أو يموت العديد من أفراد الطاقم الطبي. أضف إلى ذلك أن المصابين جراء وقوع انفجار نووي يحتاجون بمعظمهم إلى عناية مركّزة. وبالنتيجة، يموت المزيد من الأشخاص.