氫彈的當量一般為幾十萬噸到幾千萬噸TNT，而原子彈的當量大都只有幾百到幾萬噸，最大的也只有幾十萬噸。之所以兩種核彈的當量差距很大，與其原理有關。
核力把質子和中子結合在一起形成原子核（除了氕之外），其穩定性能與比結合能有關，比結合能越高的原子核越穩定。從1號元素氫到26號元素鐵，元素原子核的比結合能逐漸升高，在鐵那裡達到極大值。隨著質子數的進一步增加，比結合能又隨之下降。
對於26號之前的元素，它們發生核聚變之後會釋放出能量。而對於26號之後的元素，它們發生核裂變之後會釋放出能量。因此，比結合能最低的氫適合用於製造氫彈，而比結合能較低的鈾、鈈適合用於製造原子彈。
為了製造出原子彈，需要高濃度的鈾-235、鈈-239。然而，當這些核裂變物質聚集在一起達到臨界質量（鈾-235為52公斤，鈈-239為10公斤）之時，它們就有可能自發進行核裂變反應，從而發生自爆。正因為如此，原子彈的當量將會受到限制，不可能無限做大，最高當量一般只有幾十萬噸TNT。
相比之下，氫彈不存在臨界質量的問題。要知道，恆星的發熱原理就是氫核聚變，而恆星的質量及其龐大，例如，太陽的質量達到了2000億億億噸，超過地球質量的33萬倍，而宇宙中還有比太陽質量更高上百倍的大質量恆星。因此，氫彈可以做得非常大，最高的當量可達5000萬噸TNT。不過，氫彈裡面還包含原子彈，因為需要原子彈爆炸釋放出足夠高的能量才能引爆氫彈。
在所有元素中，氫的比結合能最低，比鈾和鈈低得多。氫聚變成氦之後，兩者的比結合能相差將近6兆電子伏。而鈾裂變成較輕的原子核之後，比結合能相差不到1兆電子伏。因此，在相同的質量下，氫彈爆炸所釋放出的能量遠高於原子彈。
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