当云爆弹被投放或发射到目标上空时，在特种引信的作用下引爆母弹，将弹体中的燃料均匀散布在空气中，与空气充分混合形成悬浮状态的气溶胶，并在目标上空聚集形成覆盖，状如浓雾。当气溶胶达到一定浓度后，引信在空中进行第二次引爆，整个雾团发生爆炸，在瞬间释放出大量热能，形成高温高压的火球，其温度通常在2500℃左右，并以每秒2000至2500米的速度迅速膨胀，达到毁伤目标的目的。

云爆弹的主装药为云爆剂，又称为燃料——空气炸药。云爆剂不是炸药，而是一种高能燃料。在一定起爆条件下云爆剂被抛洒开，与空气混合并发生剧烈爆炸，这称为云雾爆轰。由于爆轰时间比普通炸弹长几十倍，其高温高压对目标的侵入时间也同样长达几十倍，所以破坏作用远大于一般炸弹。由于云雾爆轰会消耗周围的氧气，一般在四分钟内爆炸现场严重缺氧，对人畜产生窒息作用。

威力编辑

云爆弹与同等重量的炸弹相比，威力可提高3倍以上，特殊配方的云爆弹威力可比常规等质量炸弹威力提高达倍。

云爆弹的出现，改变了战争对抗双方主要用弹头、用弹片杀伤敌方的作战方式。弹头弹片要与肉体发生接触才能奏效，云爆弹却能将躲藏在掩体坑道洞穴中的有生力量击毙。

理论研究云爆气团对拦截导弹亦有特殊功效：在导弹弹道上抛洒云爆剂，导弹穿越气团时，尾焰将引爆气团，导弹绝无存活可能。

云爆弹的出现还改变了扫雷作业的方式：云爆产生的巨大压力会触发爆轰区域内的地雷爆炸。如美军的CATFAE扫雷系统。该扫雷系统由21发云爆弹、发射装置和火控装置组成。一次发射可在雷区开出一条长300米、宽20米的通道。

鉴于云爆弹的诸多厉害之处，军界对其又有“亚核武器”的畏称

美国是最早研制云爆弹的国家。而最先研制云爆弹的目的却不是作为武器使用，是为了在越南的丛林中快速开辟直升机降落场。迄今为止，最大质量的云爆弹为美国所有。该炸弹型号为BLU2，单枚重量6吨，直接杀伤半径近200米。是美军武器库中功能最强大的炸弹之一。

在针对阿富汗的军事打击中，美军战机动用重达1.5吨的BLU2炸弹，这是美军武器库当中功能最强大的炸弹之一，并有世界上当量最大的常规炸弹之称。

每枚BLU2炸弹长约3.4米，直径约1.7米，体积与一辆甲壳虫轿车相似，但重量显然大大超过后者。BLU2炸弹由硝酸铵和硝酸铝的液态混合物与空气发生化学反应制成，据称这种炸弹爆炸时可以将方圆500多米的地区全部炸成焦炭，而且爆炸产生的震波可以在数公里之外感觉到。BLU2炸弹使用的硝酸铵炸药重量是1995年炸毁美国俄克拉何马州联邦政府大楼的麦克维使用的炸药的6倍，其爆炸后产生的破坏力可想而知，BLU2炸弹在越南战争的主要用途是为了尽快在越南的丛林中清理出空降区域，投弹时载机的飞行高度至少在2000米以上，以确保飞行员及运输机本身能够避免爆炸产生的强烈冲击波。

前苏联在云爆弹的研究上颇具匠心：火箭炮发射，导弹发射，大炮发射，甚至单兵发射等，花样繁多。在车臣战争中，俄罗斯军队就用云爆弹消灭躲藏在山洞中的敌人。