Neutronbomben, även kallad förbättrad strålningshuvud, specialiserad typ av kärnvapen som skulle producera minimal explosion och värme men som skulle släppa stora mängder dödlig strålning. En neutronbomb är faktiskt en liten termonukleär bomb där några kilo plutonium eller uran, antändat av ett konventionellt explosiv, skulle fungera som en "fission" trigger för att antända en fusionsexplosion i en kapsel som innehåller flera gram deuterium-tritium. Bomben kan ha ett utbyte, eller en explosiv styrka, på bara en kiloton, en bråkdel av den 15 kilotona explosionen som förstörde Hiroshima, Japan, 1945. Dess spräng- och värmeeffekter skulle begränsas till ett område på bara några hundra meter i radie, men inom en något större radie på 1 000–2 000 meter skulle fusionsreaktionen kasta bort en kraftfull våg av neutron- och gammastrålning. Högenergin neutroner, även om de var kortlivade, kunde tränga in i rustningar eller flera meter jord och skulle vara extremt förstörande för levande vävnad. På grund av dess korta räckviddsnedbrytande och frånvaron av långtgående effekter kan neutronbomben vara mycket effektiv mot tank- och infanteriformationer på slagfältet men kanske inte äventyrar närliggande städer eller andra befolkningscentra. Det kan lanseras på en kortdistansmissil, skjutas av ett artilleriverk eller eventuellt levereras av ett litet flygplan.
Neutronbomben blev tänkt i USA på 1950-talet och testades först på 1960-talet. Under en kort period på 1970-talet monterades ett förstärkt strålningshuvud på Sprint antiballistic missil (se Nike-missil) med förväntan att en puls av högenergin neutroner frigjord av det exploderande stridsspetsen skulle inaktivera eller för tidigt detonera ett inkommande kärnkraftshuvud. Under 1970-talet ansågs neutronbomben av vissa amerikanska militärplanerare ha en bekväm avskräckande effekt: motverka en pansrad markinvasion av Västeuropa genom att väcka rädsla för neutronbomattacken. Åtminstone i teorin kan ett försvarande Nato-land sanktionera användningen av bomben för att utplåna Warszawapaktens tankbesättningar utan att förstöra sina egna städer eller bestråla sin egen befolkning. För detta ändamål byggdes förbättrade strålhuvuden för den korta avstånd Lance-missilen och för ett 200 mm (8-tums) artilleri skal. Emellertid varnade andra militära strateger att fältning av ett "rent" kärnvapen bara kan sänka tröskeln för att ingå ett fullskaligt kärnvapenutbyte, och vissa civila grupper motsatte sig uppfattningen att tillämpa etiketten "ren" på ett vapen som dödade genom bestrålning medan du sparar egendom. Stridsspetsarna togs aldrig ut i Europa och USA: s produktion upphörde under 1980-talet. Vid 1990-talet, med det kalla kriget konfrontation över, drogs både missilstridshuvudena och artilleri skal.
Andra länder testade neutronbomber under 1970- och 80-talet, inklusive Sovjetunionen, Frankrike och Kina (de senare möjligen med hjälp av planer stulna från USA).
