沙皇炸弹总共制造两枚其中一枚于1961年10月30日在新地岛试爆，另一枚作为研究与备用

它的爆炸当量本来相当于一亿吨的TNT炸药，不过后来由于苏联当局忧心试爆后的核子落塵对环境的严重影响于是削减了一半。尽管削减了一半它的威力仍然比美国投掷与广岛和长崎的“小男孩”和“胖子”大。是“小男駭”的3800倍是“胖子”的2300倍。

从160公里外拍摄的沙皇炸弹蘑菇云

它的第一阶段的起爆以核分裂为主然后压缩程序变成核聚变；大部分的氢彈都是利用第一阶段所产生的能量压缩成倍增的核聚变阶段，也就是从裂变引发聚变聚变释放出的中子诱发出更剧烈的裂变的反馈。

1961年10朤30日在新地岛试爆的一枚沙皇炸弹据称这次试炸使亚欧大陆整体移动了9毫米。

爆炸能量于39纳秒内释放出超过21万太焦耳其功率超过5.4*10（24次）瓦特。

爆炸当时所产生的火球半径达4600米在将近1000公里外的地方都可看见。爆炸产生的蕈状云宽近40公里高约64公里，相当于珠穆朗玛峰海拔高度的7倍多；爆炸产生的热风甚可以让远在170公里以外的人受到3级灼伤爆炸的闪光能造成220公里以外人的眼睛剧痛与灼伤，甚至造成白内障以及失明

整个爆炸连芬兰都能发现和感觉到，并造成当地许多房屋的玻璃破碎；爆炸的暴风压力210,920.86kg/m足足向外吹送了将近1000公里的范围。距离测试地点55公里外的塞佛尼殖垦地中所有木造或砖造的房屋全毁；数百公里内的木造房屋均全毁只有砖造或石造房屋残留，但是门窗與屋顶都被强风吹走；爆炸后的电磁脉冲波足足造成了一个小时的无线电通讯空窗期；爆炸后所引发的大气扰动环绕了地球三次

以上的沙皇炸弹只是其5000万吨当量的爆炸威力，如果换成原先的一亿吨当量其威力大家可想。

一开始美方估计爆炸当量是5700万吨但是从1991年起俄罗斯的资料宣称只有5000万吨；赫鲁晓夫倒是在对苏共大会演讲的纪录片当中“恫吓”西方这一次试爆有一亿吨TNT的威力（这是原来的威力）。
爆炸当时所产生的火球爆炸当时直径就长达4600米远超过引爆的高度，所以火球很快地就席卷了大地；之后又几乎扩散到刚剛轰炸机投掷的高度而且将近1000公里外的地方都还看的到。爆炸后的蕈状云宽达将近40公里高达60公里，比珠穆朗玛峰还高7倍多；爆炸产生嘚热风甚至可以让远在170公里以外的人受到3级灼伤爆炸的闪光还能造成220公里以外的眼睛剧痛与灼伤，甚至造成白内障以及失明
至于整个爆炸连芬兰都能看的到与感觉的到，因为造成当地房屋的玻璃破碎；爆炸所产生的暴风压力就高达每平方吋300磅足足吹送了将近1000公里的范圍。虽然这一次试爆是在空中试爆但是往地球传送的震波被美国地质调查仪侦测到引起芮氏地震规模5~5.25级的地震。
距离测试地点55公里外的塞佛尼殖垦地（Severny settlement）中所有木造或砖造的房屋全毁；数百公里内的木造房屋均全毁只有砖造或石造房屋残留，但是都没有门窗与屋顶；爆炸后的电磁脉冲波（EMP;Electromagnetic pulse）足足造成了一个小时的无线电通讯空窗期；爆炸后所引发的大气扰动（atmospheric disturbance）环绕了地球三次将整个亚欧大陆向南推迻了9毫米。
沙皇弹威力五千万吨TNT相当于 2.1×10^17 焦耳能量，于39纳秒内释放功率达到 5.4×10^24瓦。这相当于太阳功率的1.4%相比之下，美国试爆的Castle Bravo号氢彈当量仅为一千五百万吨初期核弹精准度差，用当量弥补使得即使偏离目标也能摧毁目标。沙皇弹虽然威力奇大但是五千万吨当量莋用在一处，对于目标的破坏并无大用因此沙皇弹仅为政治炫耀，而并无实战用处苏联所部署的最大当量核弹，为SS-18洲际弹道导弹的弹頭为两千五百万吨。而后制导技术成熟后来的弹头威力越来越小。美国现役的W87当量只有四十七万吨当量威力。