A neutronai bomba, dar vadinama patobulinta radiacija bomba, yra termobranduolinio ginklo rūšis. Patobulinta radiacijos bomba yra bet koks ginklas, kuris naudoja sintezę, siekdamas sustiprinti spinduliuotės gamybą, viršijančią įprastą atominiam prietaisui. Neutronų bomboje per sintezės reakciją susidariusiems neutronų sprogimams tyčia leidžiama išeiti naudojant rentgeno veidrodžius ir atomiškai inertišką apvalkalo korpusą, pavyzdžiui, chromą ar nikelį. Neutronų bombos energijos išeiga gali būti tik perpus mažesnė nei įprasto prietaiso, nors spinduliuotės išeiga yra tik šiek tiek mažesnė. Nors neutronų bomba laikoma „maža“ bomba, jos našumas vis dar yra dešimtys ar šimtai kilotonų. Neutronų bombų gamyba ir priežiūra yra brangi, nes joms reikia nemažo kiekio tričio, kurio pusinės eliminacijos laikas yra palyginti trumpas (12,32 metų). Ginklų gamybai reikalingas nuolatinis tričio tiekimas.
JAV neutroninių bombų tyrimai buvo pradėti 1958 m. Kalifornijos universiteto Lawrence'o radiacijos laboratorijoje, vadovaujant Edwardo Tellerio. Žinios apie tai, kad buvo kuriama neutroninė bomba, buvo viešai paskelbtos septintojo dešimtmečio pradžioje. Manoma, kad pirmąją neutroninę bombą mokslininkai pastatė 1963 metais Lawrence'o radiacijos laboratorijoje ir ji buvo išbandyta po 70 mylių. į šiaurę nuo Las Vegaso, taip pat 1963 m. Pirmoji neutroninė bomba buvo įtraukta į JAV ginklų arsenalą 1974 m. Bombą suprojektavo Samuelis Cohenas ir ji buvo pagaminta Lawrence Livermore nacionalinėje laboratorijoje.
Pagrindinis strateginis neutroninės bombos panaudojimas būtų kaip priešraketinės priemonės, skirtos nužudyti saugomus karius šarvuoti, laikinai ar visam laikui išjungti šarvuotus taikinius arba iškelti taikinius gana artimai draugiškiems pajėgos.
Netiesa, kad neutronų bombos nepalieka pastatų ir kitų statinių. Taip yra todėl, kad pūtimas ir šiluminis poveikis kenkia kur kas toliau nei radiacija. Nors kariniai taikiniai gali būti sustiprinti, civilinės struktūros sunaikinamos gana švelniai sprogdinant. Kita vertus, šarvai nėra veikiami šiluminių efektų ar sprogimo, išskyrus labai arti žemės nulio. Tačiau šarvai ir vadovaujantis personalas jį sugadina dėl intensyvios neutroninės bombos spinduliuotės. Šarvuotų taikinių mirtinas diapazonas nuo neutroninių bombų smarkiai viršija kitų ginklų diapazoną. Taip pat neutronai sąveikauja su šarvais ir gali padaryti šarvuotus taikinius radioaktyvius ir nenaudojamus (paprastai 24–48 valandas). Pavyzdžiui, M-1 tankų šarvuose yra nusodrintojo urano, kuris greitai dalijasi ir gali būti radioaktyvus, bombarduojamas neutronų. Kaip priešraketinis ginklas, sustiprinti radiaciniai ginklai gali perimti ir sugadinti gaunamų kovinių galvučių elektroninius komponentus, sukeldami intensyvų neutronų srautą, susidarantį jų detonacijos metu.