Penetrasi Radiasi memiliki dampat merusak dan sangat berbahaya bagi manusia. Penetrasi ini merupakan radiasi gamma dan fluks neutron yang dipancarkan dari zona ledakan nuklir selama satuan atau puluhan detik. Radiasi ini dapat menembus bahan padat dan menyebar melalui tubuh, dan membunuh sel dan memicu kerusakan DNA. Kerusakan seperti ini akan menyebabkan kanker dan cacat genetic dan membahayakan Kesehatan dalam jangka panjang. Oleh karena itu, sangat penting untuk melindungi diri dari dampak radiasi penetrasi dengan cara apapun. Â Hal yang sama akan berlaku untuk setiap zat radioaktif, hanya saja tergantung kepada intensitasnya.
Rentang jarak dari kerusakan penetrasi radiasi selama ledakan di atmosfil lebih kecil dari jari-jari kerusakan akibat radiasi cahaya, dan gelombang kejut, karena akan diserap oleh atmosfir. Orang-orang akan terkena dampak pada jarak 2-3 km dari pusat ledakan, bahkan untuk muatan besar, kemungkinan akan lebih jauh. Tergantung kepad desain khusus untuk itu, dengan meningkatkan proporsi radiasi penetrasi. Dengan demikian senjata nuklir seketika berubah menjadi senjatan neutron. Hal ini akan mengakibatkan kerusakan maksimum kepada manusia.
Penetrasi radiasi dapat menyebabkan perubahan fisik material, elektronik, optic, dan perangkat lain yang tidak dapat dibalik, atau diubah.  Penetrasi tersebut  akan menyebabkan gangguan atau kerusakan pada kisi kristal material, proses fisik, sel tubuh, dan kimia lainnya, di bawah pengaruh radiasi pengionan. Orang-orang akan seketika mati jika terkena pentrasi ini dalam jarak dekat. Hanya orang-orang tertentu yang dapat selamat dari ini dengan memakai peralatan khusus dan pakaian dilapisi  oleh bahan yang ammpu menimpiskan radiasi gamma dan fluks neutron.
Gelombang kejut
Sebagian besar kehancuran yang disebabkan oleh ledakan nuklir disebabkan oleh akibat dari gelombang kejut. Gelombang kejut adalah gelombang suara dalam medium yang bergerak dengan kecepatan supersonik. Tepat di belakang bagian depan gelombang kejut terjadi penurunan tekanan dan kerapatan udara, dan akan berkurang ketika jauh dari pusat ledakan. Daerah-daerah dilewati gelombang kejut seketika akan vakum dan menjadi hampa udaran di dalam bola api. Konsekuensi dari penurunan tekanan ini menyebabkan gerakan balik udara dan angin kencang terjadi di sepanjang permukaan dengan kecepatan hingga 100 km/jam bahkan lebih lebih menuju pusat gempa.
Gelombang kejut akan menghancurkan bangunan, struktur, dan akan memecahkan pembuluh darah  jika tidak ada perlindungan bagi orang tersebut. Pendengaran akan rusak, kulit akan pecah, dan terbakar. Orang-orang akan mati kehabisan darah. Kerusakan pada bangunan akan didominasi oleh bangunan tinggi, dan rumah-rumbah berdinding bata. Getaran seismic yang ditimbulkan juga dapat memicu gempa bumi dan tsunami, sehingga hal ini akan menambah kerusakan pada berbagai falitas yang ada.
Dipusat ledakan tanah atau udara yang bertekanan sangat rendah menghasilkan getaran seismik yang kuat yang dapat menghancurkan atau merusak struktur dan komunikasi bawah tanah, serta melukai orang di dalamnya. Sebagian besar bangunan, kecuali yang diperkuat secara khusus akan rusak parah atau runtuh karena pengaruh tekanan yang berlebihan.
Kejutan gelombang elektromagnetik, EMP
Selama ledakan nuklir, sebagai akibat dari arus kuat di udara yang terionisasi oleh radiasi dan radiasi cahaya, timbul medan elektromagnetik bolak-balik yang kuat, yang disebut pulsa elektromagnetik (EMP). Meski tidak berpengaruh pada manusia, paparan EMP merusak peralatan elektronik, peralatan listrik, dan jaringan listrik dan komunikasi. Peralatan elektronik rusak dan tidak dapat digunakan lagi. Selain itu, sejumlah besar ion yang muncul setelah ledakan mengganggu perambatan gelombang radio dan pengoperasian stasiun radar. Efek ini bisa digunakan untuk membutakan atau mematikan sistem peringatan serangan misil.
Kekuatan EMP bervariasi tergantung pada ketinggian ledakan. Semakin tinggi ledakan, semakin besar potensi paparan EMP. Pada ketinggian rendah, EMP masih relatif lemah, dan hanya merusak peralatan elektronik dekat dari ledakan. Namun pada ketinggian lebih tinggi, paparan EMP Â dapat menjangkau jarak jauh dan merusak merusak peralatan elektronik dan listrik di seluruh wilayah. Sebagai contoh pada kisaran di bawah 4 km relatif lemah, lebih kuat pada ledakan 4-30 km, dan sangat kuat pada ketinggian ledakan lebih dari 30 km.
Musim dingin nuklir
