三相弹用固体氘化锂作为热核材料的氢弹也是首先引爆原子弹，使重核裂变产生核聚变所需的超高温，并生成大量的中子以轰击锂。由此可见，氢弹是在原子弹的基础上，由裂变反应放出热量导致聚变反应，进而释放出更多的能量。所以，在物理学上又将氢弹称为双相弹。
为了进一步扩大氢弹的威力、人们考虑到氘氚聚变反应时不仅放出巨大的能量，而且产生速度达每秒5万公里的快速中子，不妨再利用这些快速中子轰击铀，使铀核裂变。因此，人们在热核材料外面加了一层铀238制成的外壳，让聚变反应中产生的快速中子轰击铀238的原子核，使其又发生裂变并放出大量能量，从而制成了威力更大的氢铀弹。这种由裂变引起聚变，又发生裂变的氢铀弹称为三相弹。一般来说，三相弹的爆炸威力是裂变和聚变各占一半。由于不存在使铀238发生自持链式反应的临界状态问题，所以铀238做成的壳可以很厚，裂变放出的能量可占总能量的80％。采用这种结构的核武器，不仅威力大，而且铀238是分离铀235后的剩余产物，价格低廉。
从理论上讲，热核武器的威力是没有限制的。因为热核材料不受临界质量的限制。从实际上讲，热核武器的威力可以做得相当大（几十万吨、几百万吨梯恩梯当量）、然而，威力越大的热核武器造成的核污染也越严重，尤其是氢铀弹。为此，人们作了改进，利用聚变反应制成了中子弹。