核武器爆炸可產生光輻射、衝擊波、早期核輻射（釋放中子、γ射線，也叫瞬發核輻射）、放射性沾染和核電磁脈衝等五種殺傷破壞因素。牠們對人員和物體的殺傷破壞機理不同，效果也不同。特殊性能核武器是根據不同的作戰目標，在設計時選用不同的裝料和結構，對這些殺傷破壞因素進行剪裁，增強或者減弱某些殺傷破壞效應，使之成為具有某種特殊性能的氣彈。特殊性能核武器主要是中子彈，減少剩餘放射性彈、增強X射線和核電磁脈衝彈。其中以中子彈最為引人注日
20世紀50～60年代，以美國為首的「北大西洋公約組織」（簡稱北約）和以前蘇聯為首的「華沙條約國」（簡稱華約）兩大軍事集團在西德和東德對壘。當時，前蘇聯的常規力量比北約強大，特別是在東德部署了5000多輛坦克，一旦戰爭爆發，北約的常規力量將無法抵擋前蘇聯大規模集群坦克的進攻。於是，戰術核武器就成為北約首選的武器。1954年，美國陸軍的280毫米核大炮部署到北約歐洲國家，這種大炮炮彈為裂變彈，其爆炸時在半徑約為1.5或2.5千米的範圍內會造成人員的嚴重傷亡和建築物的大規模破壞。1955年美國在北約進行的一場作戰模擬演習中發現，如果在西德爆炸268枚核炮彈阻止前蘇聯集群坦克的進攻，估計會有50萬～250萬平民死亡，350萬人受傷，西歐的文化遺產也將遭受嚴重破壞。如果減小核武器的威力，軍事效能也將相應地削弱。
北約國家對使用戰術核子彈會造成大量平民傷亡提出了異議，也使美國對在歐洲使用戰術核武器感到擔憂，在這樣的背景下，為了增強對坦克乘員的殺傷，減少衝擊波和光輻射造成附帶毁傷，軍事科學家於1958年提出了中子彈的概念。對於那些熱衷於將核武器用於戰場的軍方人士來說，中子彈是一種比較理想的武器。它的衝擊波和光輻射會大大減少，發出的瞬時核輻射卻要大得多。目標區內的軍事人員會被核輻射殺死或喪失戰鬥力，如果再適當提高中子彈的爆炸高度，衝擊波和光輻射對平民的傷害和對建築物的毁壞問題在很大程度上可以避免。
中子彈更恰如其分的名稱應當是增強輻射彈，它是以高能中子為主要殺傷因素，相對減弱衝擊波和光輻射效應的一種特殊氫彈，普通核武器爆炸時，衝擊波占總爆炸能量的50％，光輻射佔35％，放射性佔10％，瞬發輻射僅佔5％。而中子彈爆炸時，瞬發輻射（中子和γ射線）卻占核爆炸總能量的30％，其他殺傷破壞因素則相對降低很多。
有關中子彈的設計，一般有三個基本要求：是儘可能減少裂變材料用量，使總威力降低：二是充分利用氘氚聚變反應，增加高能中子的數量：三是外殼要用中子容易穿出去的高強度合金。試驗表明，用一枚威力為一千噸梯恩梯當量的中子彈來殺傷坦克人員，其軍事效能大致相當於一枚威力為一萬噸梯恩梯當量的核子彈，面對建築物的破壞半徑還不到它的一半。如果適當提高中子彈的爆炸高度，衝擊波對建築物的破壞會顯著減輕，爆炸高度在1000米左右時，衝擊波對建築物的破壞為零，而中子仍可對人員產生嚴重傷害。
中子彈爆炸時放出大量看不見摸不著的高能中子，具有極強的穿透能力，對生物有很強的殺傷力，它可以輕而易舉地穿透一定距離內的坦克裝甲，掩體和磚牆等物，殺傷其中的人員，而建築物、坦克、武器裝備等卻能完好地保存下來。因此，中子彈是集群坦克的剋星。美國的中子彈設計指標為離爆心800米處，中子劑量要達到80戈瑞。對坦克乘員來說，80戈瑞的劑量可使人在5分鐘內喪失能力，30～45分鐘後部分機能恢復，4～6天內死亡；而6.5戈瑞的劑量就可以使人的活動能力受損，幾周內死亡，極少數經過治療可能倖存。美國中子彈的設計指標是根據30戈瑞以上的劑量才有戰場殺傷意義這一點來確定的。也就是說，如果華約的坦克部隊受到30戈瑞以上的中子照射後，在人員喪失活動能力之前幾乎不可能攻入北約陣地。
中子彈的概念一提出來，便引發了長達20多年有關政治、道義問題的廣泛爭論，直到1981年8月，美國才決定生產戰場使用的中子彈—W79和W70—3。W79是203毫米核大炮炮彈，W70—3是陸軍「長矛」地對地飛彈的核彈頭。除了對付坦克外，中子彈產生的高能中子和γ輻射還能破壞飛彈內的電子設備，使飛彈戰斗部喪失作戰能力，因此也可作為低空攔截核飛彈的武器。美國曾在1974年生產了70枚由「斯普林特」飛彈攜帶的W66型反彈道飛彈中子彈頭。這種武器已於1985年全部退役。