Bom nhiệt hạch, hay còn gọi là bom khinh khí, bom hydro hoặc bom H, là loại bom được Mỹ bắt đầu nghiên cứu và phát triển vào đầu thập niên 1950. Cùng với bom nguyên tử, hay còn gọi là bom A, bom nhiệt hạch hiện là vũ khí sát thương khủng khiếp nhất do con người tạo ra.
Bom nhiệt hạch ứng dụng thiết kế kép, gồm tầng sơ cấp là một quả bom phân hạch và tầng thứ cấp là nhiên liệu cho phản ứng tổng hợp.