La guerra nuclear es un tipo de guerra que se llevaría a cabo mediante el empleo de armas nucleares, una clase de arma de destrucción masiva. Puede tratarse de una guerra nuclear limitada o una guerra nuclear total. Este tipo de conflagración tiene sus propias teorías, estrategias, tácticas y conceptos, distintos de los de la guerra convencional, que han ido variando a lo largo de las décadas. Puede librarse en la tierra, el mar, el aire, el espacio e incluso en el subsuelo, a distintas escalas, con medios muy diferentes.

Se ha postulado que en una guerra nuclear total, la radiación y el cambio climático que esta produciría dejarían la atmósfera de la Tierra muy afectada y posiblemente la especie humana y el resto de seres vivos del mundo sufrirían los efectos de un invierno nuclear. Los supervivientes deberían realizar la reconstrucción de las infraestructuras del planeta en unas condiciones muy difíciles. La flora y la fauna sería afectada por múltiples mutaciones.

Hasta el momento, el único ataque con armas nucleares de la historia ha sido unilateral, y se ha efectuado en el bombardeo estratégico de las ciudades japonesas de Hiroshima y Nagasaki por parte de los Estados Unidos. Estas dos bombas causaron en torno a 200 000 muertes y un número mayor de heridos y afectados, la mayoría civiles. A pesar de ello, el escaso número y reducida potencia de estas armas usadas no permiten colegir resultados de una guerra nuclear a gran escala con armamento contemporáneo. Algunos autores apuntan que una guerra nuclear a gran escala equivaldría a un evento ligado a la extinción. Sin llegar a este extremo, existen pocas dudas sobre la capacidad de estas armas para aniquilar pueblos, naciones y modelos de civilización enteros, con cientos e incluso miles de millones de bajas.

La posibilidad de una destrucción completa de la civilización humana como consecuencia de la guerra nuclear inspiró también el movimiento pacifista contemporáneo, a partir de los trabajos del Comité de Emergencia de los Científicos Atómicos, compuesto por numerosas personalidades que habían participado en el desarrollo de las primeras armas de este tipo y eran plenamente conscientes de sus posibilidades aniquiladoras. Entre estos, estaban Albert Einstein, Harold C. Urey, Linus Pauling y Leó Szilárd. Debido a su enorme poder devastador, las armas nucleares son frecuentemente objeto de numerosos tratados y negociaciones internacionales y están sujetas a regímenes de vigilancia, protección e inspección especiales.

La guerra nuclear es un recurso utilizado comúnmente en la literatura de ciencia ficción que se puso de moda durante la Guerra Fría debido a la tensión entre las dos superpotencias, ambas poseedoras de armas nucleares, lo que derivó en multitud de relatos en los cuales las armas nucleares y sus efectos eran las protagonistas. La aparente inevitabilidad de este conflicto en caso de un enfrentamiento entre grandes potencias ha conducido a muchas personas a considerar que guerra nuclear y Tercera Guerra Mundial son sinónimos en la práctica.

La guerra nuclear ha inspirado también a numerosos autores y artistas como símbolo del mal, el abuso de la razón de estado, la violencia, la muerte o la destrucción absolutos.