根据《核不扩散条约》，美国、俄罗斯、英国、法国和中国这五个国家被认为是“核武器国家”，而印度、巴基斯坦、以色列和朝鲜也储存着核弹头。
曾经拥有核武器的国家有南非（发展了核武器，但后来在加入《核不扩散条约》前拆除了武库）和前苏联的白俄罗斯、哈萨克斯坦、乌克兰等共和国，这些国家的武器被遣返回俄罗斯。
据斯德哥尔摩国际和平研究所（SIPRI）统计，截至2019年，全球核武器总库存量为13865枚，其中部署有作战部队的有3750枚。全球13865枚核武器中90%以上为俄罗斯和美国所有。
第9名朝鲜（20~30枚）
朝鲜民主主义人民共和国于2006年10月爆炸了第一枚核武器，第三次也是最近一次核试验是在2013年2月进行的。
根据科学与国际安全研究所的中期估计，据信北朝鲜拥有生产12至27件核武器的钚和铀储备。目前的储存量预计为20至30枚核弹头。
北朝鲜的核武器运载能力尚不清楚，但美国国防情报局评估认为，该国正在推进用弹道导弹运载核弹头。
第8名以色列（80~90枚）
以色列于20世纪50年代开始实施其核计划，尽管它没有公开试验过核武器。以色列一直实行蓄意模棱两可的政策，从未正式否认或承认拥有核武器，而是多年来反复重申“以色列将不是第一个向中东引进核武器的国家”。尽管有国际压力，以色列也拒绝签署《不扩散核武器条约》，说这将违背其国家安全利益。
，为了抑制其周边国家的核打击能力，以色列空军进行了歌剧和果园行动，分别于1981年和2007年摧毁了伊拉克和叙利亚的核反应堆。2010年，以色列开发了严重破坏伊朗核设施的Stux恶意软件。截至2019年，以色列仍然是中东唯一拥有核武器的国家。核武器是以色列的战略威慑手段，即使用核武器进行大规模报复，作为应对军事入侵和或摧毁以色列大部分地区的手段。
据估计以色列生产的钚足以制造100至200枚弹头，但目前的库存预计只有80至90枚弹头。以色列还拥有核武器运载系统，如中程弹道导弹、洲际弹道导弹、潜射巡航导弹以及飞机投掷。
第7名印度（130~140枚）
印度在1974年5月的第一次核试验中爆炸了一枚核武器，成为第六个发展核武器的国家。这次代号为“微笑的佛陀”的试验被印度政府宣布为和平核爆炸。
1998年5月，印度还在博克兰试验场进行了一系列地下爆炸，并宣布为核武器试验。据估计，印度目前的核弹头储存量在130至140枚之间。
印度致力于不使用核武器的政策，并保留了通过陆基、空基和海基运载平台发射核武器的能力。
第6名巴基斯坦（150~160枚）
巴基斯坦的核力量是在1998年5月进行的一系列核试验中向世界揭开面纱的，尽管该国从20世纪70年代起就一直在秘密发展核武器。巴基斯坦是世界上第七个有能力发展和生产核武器的国家。
70年代初，巴基斯坦在卡拉奇附近建立了第一座核电站，这是巴基斯坦涉足核电领域，其设备和材料主要由西方国家提供。巴基斯坦总统祖尔菲卡尔-阿里-布托在1971年承诺，如果印度能够制造核武器，那么巴基斯坦也会“我们将发展核储备，即使我们不得不吃草。”
巴基斯坦目前拥有150至160枚核弹头，其中大部分核弹头都在中央仓库。随着该国继续开发新的运载系统，如潜射弹道导弹，预计库存量将进一步增加。
巴基斯坦目前拥有各种核武器运载系统，包括中程弹道导弹、短程弹道导弹和空中平台。，巴基斯坦还在发展战术核武器。
第5名英国（200枚）
在英国大学工作的奥地利、德国和波兰物理学家的帮助下，英国为原子弹的早期构想提供了相当大的推动力和初步研究，这些物理学家要么逃亡，要么决定不返回纳粹德国或纳粹控制的领土。在曼哈顿计划期间，英国与美国和加拿大密切合作，但随着1945年后美国保密程度的提高，英国不得不自行开发制造和引爆原子弹的方法。
1952年10月，英国试验了第一枚核武器“飓风”，成为第三个核国家。该国共进行了45次试验，并且参加了美国的核试验计划，总计进行了1000多次核试验。
1976-1981年期间，英国的核弹头库存量达到顶峰，为350枚，到1999年被限制在185枚弹头。目前的核弹头库存为200枚，其中包括120枚现役弹头和80枚非部署弹头。
英国武库中的现役核弹头由四艘“先锋”级弹道导弹潜艇上的“三叉戟II”潜射弹道导弹运载。
第4名中国（290枚）
1964年10月，中华人民共和国在新疆戈壁沙漠的罗布泊试验场进行了第一枚核武器的试验。在1996年9月签署《全面禁止核试验条约》之前，共进行了45次试验，包括23次大气层试验和22次地下试验。
中国在20世纪90年代初保持了435枚弹头的最高库存量，到2006年库存量降至200枚。据估计，中国现在拥有约290枚弹头，但随着中国开发新的弹道武器，这一数字预计还会增加。
中国的核弹头可以通过空中、陆地和海上运载系统发射。
第3名法国（280枚）
法国于1960年2月在一次名为"Gerboise Bleue"的大气层核试验中成功发射了第一枚核武器，从而成为一个核武器国家。1996年1月，法国在法属波利尼西亚进行了一次，也是第210次试验，从而结束了其核试验。
1991-1992年期间，法国军方拥有540枚核弹头的峰值库存。法国是唯一关闭和拆除所有核试验场的核武器国家。该国目前拥有约280枚已部署的核弹头，是世界第三大库存。法国的核弹头装备在“凯旋”级潜射弹道导弹和ASMP中程空对地导弹上。
第2名美国（6185枚）
美国是第一个发展核武器的国家，也是唯一对其他国家投放核武器的国家。美国在二战期间开始研制核武器，并于1945年7月成功试验了第一枚核武器。
1967年该国的核武器库存量达到最高峰，为31225枚。该国目前拥有6185枚核弹头的库存，其中包括1750多枚已部署的武器和4435枚未部署的弹头。
根据《新削减战略武器条约》，美国必须在2021年前将部署在洲际弹道导弹、潜射弹道导弹和重型轰炸机上的作战战略弹头减少到1550枚。
第1名俄罗斯（6500枚）
1949年8月，苏联试验了第一枚核武器RDS-1，开始了与美国的核武器竞赛。1961年，苏联引爆了最大的核武器"沙皇炸弹"，其威力为50兆吨（相当于3800枚广岛原子弹的威力）。1962年，核武器试验达到高峰，全年共进行了79次试验。
苏联在1986年保留了45000枚核弹头的库存，但在20世纪90年代末库存量减少了50%. 俄罗斯联邦目前拥有6500枚核弹头，包括可由远程运载系统发射的战略核武器，以及产量较低、射程较短的非战略核武器。
该国目前已部署的弹头库存为1600枚，根据2011年2月实施的《新削减战略武器条约》，将被限制在1550枚以下。
