1、质能方程即e=mc^2

在特定的情况下（包括特殊的环境以及特殊的材料），物质的质量能够转换成能力，其变换的公式即质能方程。方程中e为产生的能量，m为转换的物质的质量，c为光速即3*10^8m/s。

2、重核裂变（特殊的材料与环境）

某些特殊的材料（如铀等放射性物质）在受到中子轰击后，能够分裂成中子以及比其更轻的原子，于此同时损失质量，这些损失的质量即转换成能量的质量，即质能方程中的m；而进行重核裂变需要一定的温度，以及需要将一定质量的反应元素（铀）压缩在一定的体积中，这样裂变才能发生，这个体积叫做临界体积。

3、链式反应（）

即使裂变不停发生，直至反应材料耗尽。用中子轰击处于临界体积中的反应材料（一般为铀），然后使其分裂成其他元素的原子核以及3个中子，这3个中子继续去轰击下3个铀原子，使其继续分裂，从而往复不停直至材料耗尽。

4、原子弹

原子弹里面是由2块铀（一块大，一块小）以及一个普通炸弹组成。开始时两个铀块是分离的，在原子弹内部有中子不停轰击，由于2块铀分离的，故没有达到临界体积，无论中子怎么轰击都是不会发生反应的。当需要引爆的时候，只需引爆其内部的普通炸弹，通过炸弹的冲击力使小块铀块与大块铀块粘在一起，从而达到临界体积；炸弹爆炸产生的能量迅速提升原子弹内部温度，于是链式反应发生，重核裂变不停止直至铀完全耗尽。由于质能方程中，能量与质量成正比且该系数为光速的平方，故即使质量非常小，但是产生的能量还是非常可观的。