沙皇炸彈（俄語：Царь-бомба），型號為RDS-220氫彈，代號為「伊凡」（Иван，Ivan），是在冷戰時期由蘇聯所製造的實驗氫彈，總共製造了兩枚。「沙皇炸彈」之名即意謂著它是「炸彈之王」，因為它是人類至今所製造過所有種類的炸彈中，體積，重量和威力上均爲最強大的炸彈。
它的爆炸當量（yield）本來相當於1億噸的TNT炸藥，不過蘇聯當局憂心試爆後的核子落塵對環境的嚴重影響導致內政難題與外交風波，因此將核彈縮減為5000萬噸的爆炸威力。
儘管被刪減了一半的威力，沙皇炸彈的威力依舊是第二次世界大戰末期投擲於廣島的「小男孩」原子彈的3846倍。雖然蘇聯成功完成試爆，沙皇炸彈仍然從未列入現役武器，蘇聯軍方僅僅想要利用沙皇炸彈作為蘇聯在軍力上的象徵與展示。
沙皇炸彈諸元
1.        彈體總重量；27公噸。
2.        彈體總長度：8公尺。
3.        彈體總直徑：2公尺。
4.        試爆日期與時間：1961年10月30日早上11時32分（莫斯科時間）。
5.        試爆地區：北冰洋新地島群島西岸，米圖西喀灣（Mityushikha Bay），鄰近蘇闊諾斯岬（Cape Sukhoy Nos）與D-2測試場（test field D-2）。
6.        試爆地點：北緯73.85°，東經54.50°。
7.        試爆方式：傘降式空投。
8.        釋放高度：10,500m的高空。
9.        引爆秒差：188秒。
10.        引爆高度：4,200m的高度。
11.        引爆方式：經由氣壓感測器感測到設定高度時自動引爆。
結果
一開始美方估計爆炸當量是5700萬噸，但是從1991年起俄羅斯的資料宣稱只有5000萬噸；赫魯雪夫倒是在對蘇共大會演講的紀錄片當中「恫嚇」西方這一次試爆有一億噸TNT的威力（這是原來的威力）。
爆炸當時所產生的火球直徑就長達4600公尺，遠超過引爆的高度，所以火球很快地就席捲了大地；之後又幾乎擴散到剛剛轟炸機投擲的高度，而且將近1000公�外的地方都還看的到。爆炸後的蕈狀雲寬達將近40公�，高達60公�，比珠穆朗瑪峰還高7倍多；爆炸產生的熱風甚至可以讓遠在170公�以外的人受到3級灼傷，爆炸的閃光還能造成220公�以外的眼睛劇痛與灼傷，甚至造成白內障以及失明。
整個爆炸連芬蘭都能發現和感覺到，並造成當地房屋的玻璃破碎；爆炸所產生的暴風壓力就高達每平方吋300磅，足足吹送了將近1000公�的範圍。雖然這一次試爆是在空中試爆，但是往地球傳送的震波被美國地質調查儀偵測到引起芮氏地震規模5~5.25級的地震。
距離測試地點55公�外的塞佛尼殖墾地（Severny settlement）中所有木造或磚造的房屋全毀；數百公�內的木造房屋均全毀，只有磚造或石造房屋殘留，但是都沒有門窗與屋頂；爆炸後的電磁脈衝波（EMP;Electromagnetic pulse）足足造成了一個小時的無線電通訊空窗期；爆炸後所引發的大氣擾動（atmospheric disturbance）環繞了地球三次。