Neutrónová bomba, tiež nazývaná vylepšená radiačná hlavica, špecializovaný typ jadrovej zbrane, ktorá by produkovala minimálny výbuch a teplo, ale uvoľňovala by veľké množstvo smrteľného žiarenia. Neutrónová bomba je vlastne malá termonukleárna bomba, v ktorej by niekoľko kilogramov plutónia alebo uránu zapálených konvenčnou výbušninou slúžilo ako štiepny „spúšť“ na zapálenie fúzneho výbuchu v kapsule obsahujúcej niekoľko gramov deutérium-trícium. Bomba by mohla mať výdatnosť alebo výbušnú silu iba jeden kiloton, zlomok 15-kilotonovej explózie, ktorá v roku 1945 zničila Hirošimu v Japonsku. Výbuch a teplo by sa obmedzili na oblasť len niekoľko stoviek metrov v polomere, ale v o niečo väčšom polomere 1 000 - 2 000 metrov by fúzna reakcia vyhodila silnú vlnu neutrónového a gama žiarenia. Vysokoenergetické neutróny, hoci krátkodobé, by mohli preniknúť cez brnenie alebo niekoľko metrov Zeme a boli by veľmi ničivé pre živé tkanivo. Kvôli jeho deštruktívnosti na krátke vzdialenosti a neexistencii účinkov na dlhé vzdialenosti by mohla byť neutrónová bomba vysoko účinná proti tankovým a peším formáciám na bojisku, ale nemusí ohroziť blízke mestá alebo iné populačné centrá. Mohlo by byť vypustené na raketu krátkeho dosahu, vystrelené delostreleckým dielom alebo prípadne dodané malým lietadlom.
Neutrónová bomba bola koncipovaná v Spojených štátoch v 50-tych rokoch a prvýkrát testovaná v 60-tych rokoch. Na krátke obdobie v sedemdesiatych rokoch bola na sprintovú antialistickú raketu (pozri raketa Nike) namontovaná vylepšená radiačná hlavica s očakávaním, že impulz vysokoenergetických neutrónov uvoľnených vybuchujúcou hlavicou inaktivuje alebo predčasne odpáli prichádzajúcu jadrovú hlavicu. V priebehu 70. rokov niektorí americkí vojenskí plánovači považovali neutrónovú bombu za vhodnú odradzujúcu funkciu: odrádzali od obrnenej pozemnej invázie do západnej Európy vzbudzovaním strachu z protiútoku s neutrónovou bombou. Aspoň teoreticky by brániaca krajina NATO mohla sankcionovať použitie bomby na zničenie posádok tankov Varšavskej zmluvy bez zničenia svojich vlastných miest alebo ožiarenia vlastnej populácie. Za týmto účelom boli vybudované vylepšené radiačné hlavice pre krátkeho dosahu rakety Lance a pre delostreleckú streľbu 200 mm (8 palcov). Iní vojenskí stratégovia však varovali, že nasadenie „čistej“ jadrovej zbrane môže iba znížiť prahovú hodnotu pre vstup do úplnej výmeny jadrových zbraní a niektoré civilné skupiny namietajú proti samotnej myšlienke použitia označenia „čisté“ na zbraň, ktorá zabila. ožarovaním pri šetrení majetku. Hlavice neboli nikdy nasadené v Európe a výroba v USA sa zastavila v 80. rokoch. V 90. rokoch 20. storočia, keď došlo ku konfrontácii studenej vojny, boli stiahnuté raketové hlavice a delostrelecké granáty.
Iné krajiny testovali neutrónové bomby v 70. a 80. rokoch vrátane Sovietskeho zväzu, Francúzska a Číny (tieto krajiny pravdepodobne využívali plány ukradnuté zo Spojených štátov).
