Tsar Bomba juga dikenal dengan sebutan alfanumerik AN602, adalah bom termonuklir dan senjata nuklir paling kuat yang pernah dibuat dan diuji. Tsar Bomba dikembangkan di Uni Soviet (USSR) oleh sekelompok fisikawan nuklir di bawah pimpinan Igor Kurchatov. 3 dari bom ini telah dibangun. Masing-masing memiliki berat sekitar 27 ton, dengan panjang 8 meter dan diameter 2,1 meter. Bom tersebut memiliki kekuatan 50-58 megaton TNT dan diuji pada tanggal 30 Oktober 1961. Bom itu dijatuhkan dengan parasut dari pesawat Tu-95V No. 5800302, yang dipiloti oleh Mayor Andrey Egorovich Durnovtsev di Situs Uji Negara No. 6 Kementerian Pertahanan Uni Soviet yang terletak di Novaya Zemlya.

Bom dengan berat 27 ton itu begitu besar sehingga Tu-95V harus menyingkirkan pintu bomb bay dan tangki bahan bakar di badan pesawat. Bom itu dipasang pada parasut seberat 800 kilogram dan seluas 1.600 m? yang memberikan waktu bagi pesawat pelepas dan pengamat untuk terbang sekitar 45 km dari ground zero, memberi mereka peluang 50 persen untuk bertahan hidup. Saat ledakan terjadi, gelombang kejut menyusul Tu-95V pada jarak 115 km dan Tu-16 pada 205 km. Tu-95V jatuh 1 kilometer di udara karena gelombang kejut tetapi mampu pulih dan mendarat dengan selamat.

Menurut data awal, Tsar Bomba memiliki hasil nuklir 58,6 Mt, jauh melebihi apa yang disarankan oleh desain itu sendiri, dan dinilai terlalu tinggi hingga 75 Mt. Bola api selebar 8 kilometer hampir mencapai ketinggian pesawat pelepas dan terlihat hampir 1.000 km jauhnya. Awan jamurnya memiliki tinggi sekitar 67 km, lebih dari tujuh kali tinggi Gunung Everest. Detonasinya sangat kuat sehingga menyebabkan gelombang ledakan mengelilingi dunia sebanyak tiga kali, memecahkan kaca jendela di sebuah desa di Pulau Dikson yang berjarak 780 km dari lokasi ledakan, dan mengganggu komunikasi radio bahkan ratusan kilometer dari lokasi uji coba selama sekitar 40 menit.

Bom itu diledakkan secara mandiri pada 11:32 Waktu Moskow pada 30 Oktober 1961, pada ketinggian 4.200m, sekitar 13.000 kaki, diatas permukaan laut di Situs Uji Coba Nuklir Teluk Mityushikha (Sukhoy Nos Zona C), Tanjung Pulau Severny, Novaya Zemlya, 15 km dari Teluk Mityushikha, utara Selat Matochkin. Ledakan itu dimaksudkan untuk dirahasiakan, tetapi terdeteksi oleh badan intelijen Amerika Serikat, melalui Pesawat KC-135A (Operation Speed Light) yang sedang di daerah tersebut. Sebuah pesawat pengintai rahasia AS bernama “Speed Light Alpha” memantau ledakan itu dengan jarak yang cukup dekat hingga cat antiradiasinya hangus. Tes tersebut juga dihadiri oleh pesawat laboratorium Tupolev Tu-16A No. 3709, yang dipiloti oleh Letnan Kolonel Viadimir Fyodorovich Martynenko dan Letnan Senior Vladimir lvanovich Mukhanov, yang dilengkapi peralatan untuk memantau tes tersebu

Salah satu peserta dalam tes melihat kilatan terang melalui kacamata gelap dan merasakan efek kejut termal bahkan pada jarak 270 km. Panas dari ledakan bisa menyebabkan luka bakar tingkat tiga yang berjarak 100 km dari titik nol.

Pemfokusan atmosfer menyebabkan kerusakan akibat ledakan pada jarak yang lebih jauh, memecahkan jendela di Norwegia dan Finlandia. Setelah uji AN602, Amerika Serikat tidak meningkatkan kekuatan uji termonuklirnya sendiri dan pada tahun 1963 di Moskow, Perjanjian Larangan Uji Senjata Nuklir di Atmosfer, Luar Angkasa, dan Bawah Air ditandatangani.

Hasil ilmiah dari tes tersebut adalah verifikasi eksperimental prinsip-prinsip perhitungan dan desain muatan termonuklir bertingkat. Namun, secara eksperimental terbukti bahwa tidak ada batasan mendasar untuk meningkatkan kekuatan muatan termonuklir. Ledakan tersebut telah menjadi salah satu yang terbersih dalam sejarah uji coba nuklir atmosfer per unit daya.

Tahap pertama bom adalah muatan uranium dengan kapasitas 1,5 Mt yang dengan sendirinya memberikan sejumlah besar radioaktif. Namun demikian, dapat diasumsikan bahwa AN602 benar-benar bersih. Lebih dari 97% daya ledakan dihasilkan oleh reaksi fusi termonuklir, yang tidak menimbulkan kontaminasi radioaktif. Konsekuensi yang jauh adalah peningkatan radioaktivitas yang terakumulasi di Gletser Novaya Zemlya. Menurut ekspedisi 2015, karena uji coba nuklir,Ggletser Novaya Zemlya 65 hingga 130 kali lebih banyak radioaktif daripada latar belakang di daerah tetangga, termasuk kontaminasi dari uji Bom Kuzma’s Mother.