第四代核武器是以原子武器的原理为基础，所用的关键研究设施是惯性约束聚变装置，因此它的发展不受全面禁止核条约的限制，在军事上可作为“常规武器“使用。目前，美、法、俄等国正在研究的第四代核武器有三种：

　　1、金属氢武器：氢气在一定压力下可转化为固态结晶体，在室温下无需密封可保持很长时间，这就是金属氢。金属氢的爆炸威力相当于相同质量梯恩梯炸药的25?35倍，是目前可以想像到的威力最强大的化学爆炸物。

　　2、核同质异能素：核同质异能素大约是1吉焦／克，比高能炸药的能量大100万倍。通过重离子碰撞或惯性约束聚变中微爆炸产生的中子脉冲进行核合成，可得到核同质异能素。像金属氢一样，核同质异能素武器可作为“常规武器“，也可作为“干净“氢弹的扳机。

　　3、反物质武器：极少量的物质与它的反物质相互作用，可迅速释放出巨大的能量，足以压缩钚或铀丸产生链式反应。只要几微克的反物质，就可用作热核爆炸的扳机，或者激发出极强的X射线或γ射线激光。反物质是目前研究的第四代核武器中最重要的一种。在美国费米国立加速器研究所、法国和瑞士合建的欧洲核研究中心以及俄罗斯的高能物理研究所，都在进行反物质的生产和研究。