Có nhiều quốc gia đã sản xuất và sở hữu vũ khí hạt nhân. Tiến trình sản xuất hạt nhân bao gồm các bước sau:

1. Trích xuất uranium: Quốc gia cần thu thập uranium tự nhiên từ khoáng sản như uranit, sau đó tách và làm giàu chất fissile uranium-235 hoặc plutoni-239.

2. Sản xuất vật liệu fissile: Quốc gia sản xuất vật liệu fissile (uranium hoặc plutonium giàu) thông qua quá trình làm giàu uranium hoặc quá trình chế tạo plutonium từ uranium-238.

3. Xây dựng cơ sở hạt nhân: Quốc gia xây dựng cơ sở hạt nhân bao gồm nhà máy luyện nhiên liệu, nhà máy luyện uranium, nhà máy tái xử lý, và reaktor hạt nhân.

4. Xây dựng vũ khí hạt nhân: Khi có đủ vật liệu fissile và cơ sở hạt nhân, quốc gia có thể xây dựng các loại vũ khí hạt nhân như bom nguyên tử hoặc bom hydro nhiều giai đoạn.

Đáng lưu ý là những quốc gia đã sản xuất vũ khí hạt nhân đều phải tuân thủ các hiệp ước và thỏa thuận quốc tế như Hiệp ước Cấm Đuổi Truy Nã Năng Lượng Nguyên Tử (NPT) và quy định của Sơ đồ nóng dành cho cơ quan quốc tế về năng lượng nguyên tử (IAEA) để đảm bảo việc sử dụng hợp pháp và an toàn của vũ khí hạt nhân.