Teško da postoji komad hardvera koji je više ikona Hladnog rata od podmornice na nuklearni pogon. Ove podmornice s nuklearnim pogonom, au nekim slučajevima i s nuklearnim projektilima, kružile su svjetskim oceanima od porinuća prve nuklearne podmornice, USS Nautilus, 1954. Danas pet nacija (Sjedinjene Američke Države, Rusija, Francuska , Ujedinjeno Kraljevstvo i Kina) upravljaju stotinama nuklearnih podmornica diljem svijeta. Za sve ove zemlje, podmornice za lansiranje projektila predstavljaju važan dio nuklearne trijade, koja uključuje kopnene rakete, strateške bombardere i podmornice s balističkim projektilima (SSBN).
Nuklearna podmornica ima veliku prednost u odnosu na ono što je zamijenila – podmornice na dizelski pogon. Velike, vojne podmornice na dizelski pogon, koje su građene od rata za nezavisnost, zahtijevale su zrak za izgaranje kako bi se proizvela električna energija za baterije. Vrijeme ronjenja bilo je ograničeno na nekoliko dana pri maloj brzini ili na samo nekoliko sati pri najvećoj brzini. Potreba za ponovnom izronom podmornica predstavlja veliki rizik od napada. Nasuprot tome, podmornice na nuklearni pogon imaju vlastiti pogon, a njihova vremena ronjenja općenito su ograničena samo dostupnom zalihama hrane i razumom posade. Moderna nuklearna podmornica može raditi cijelih 20 ili 40 godina života bez dopunjavanja goriva.
Nuklearne podmornice obično su iznimno skupe, jednako skupe kao i najskuplji i najsofisticiraniji zračni bombarderi. Podmornica klase Virginia, serija koja se trenutno gradi za mornaricu Sjedinjenih Država, košta oko 1.8 milijardi USD po jedinici, dijelom zbog nedostatka ekonomije razmjera i visokih zahtjeva za sigurnošću i pouzdanošću. Trup podmornica mora biti izrađen na vrlo precizan način kako bi podmornica mogla izdržati najveće moguće pritiske na trupu tijekom dubokih ronjenja. Moderne nuklearne podmornice imaju probnu dubinu (maksimalna dubina dopuštena tijekom mirnodopskih operacija) od oko 1,600 stopa (488 m), pri čemu je tlak oko 48 puta veći nego na površini.
Nuklearne podmornice, kojima upravljaju samo svjetske nuklearne sile, općenito se dijele na dvije klase: napadnu nuklearnu podmornicu i nuklearnu podmornicu s balističkim projektilima. Napadne podmornice, poput klase Seawolf, Los Angeles i Virginia, naoružane su desecima torpeda i krstarećih projektila, koji mogu pogoditi ciljeve udaljene stotinama milja. Podmornice s balističkim projektilima, kao što je klasa Ohio, nose po 24 balističke rakete Trident s nuklearnim vrhom.