Incident z vodikovo bombo Palomares je vojaška nesreča, ki se je zgodila 17. januarja 1966. Bombniško letalo Združenih držav je trčilo v letalo tanker med točenjem goriva približno 6 milj (10 km) nad Sredozemskim morjem, tik ob obali Španije. To je vžgalo prostor za gorivo v tankerju, kar je povzročilo eksplozijo, pri čemer so umrli vsi štirje člani posadke na krovu. Bombnik je prav tako razpadel in ubil tri člane posadke. Štirje člani posadke so preživeli in padli s padalom na varno. Eksplozija je bila tako močna, da je bila priča posadki drugega bombnika, ki je oddaljen več kot kilometer.
Incident je postal znan kot incident z vodikovo bombo Palomares, ker je bombnik nosil štiri vodikove bombe, ki so vse padle v bližini ribiške vasice Palomares. Običajni eksplozivi v dveh bombah so eksplodirali in kontaminirali dva kvadratna kilometra španske zemlje z radioaktivnim plutonijem. Druga bomba je brez incidentov padla na tla, zadnja bomba pa je padla v Sredozemsko morje, kar je povzročilo 2 1/2 meseca dolgo iskanje. Očitno ameriška vojska ni želela, da bi vodikova bomba padla v napačne roke.
Incident z vodikovo bombo Palomares je očitno kmalu po tem, ko se je zgodil, postal mednarodni razburjenje, vlada Združenih držav pa si je prizadevala očistiti območje onesnažene zemlje, izkopala 1,750 ton zemlje in jo odložila v obrat Savannah River v Južni Karolini. Da bi lokalnim Špancem in mednarodni skupnosti pokazali, da območje ni onesnaženo, sta španski minister za turizem Manuel Fraga in ameriški veleposlanik Angier Biddle Duke zaplavala na plaži pri Palomaresu, na očeh mednarodnih medijev.
Toda za odpravo incidenta z vodikovo bombo Palomares je bilo treba najti zadnjo vodikovo bombo, kar ni bilo tako enostavno. Z uporabo začetnih podatkov, ki jih je posredoval Francisco Simó Orts, lokalni ribič, ki je videl, da je bomba vstopila v vodo, je bila za iskanje bombe na morskem dnu uporabljena matematična tehnika, imenovana Bayesovo iskanje. Za iskanje območja so uporabili znamenito globokomorsko oceanografsko plovilo Alvin. Po 2 1/2 mesecih neprekinjenega iskanja so bombo izvlekli in jo vrnili na površje. Kasneje je bila objavljena fotografija vojaških uradnikov pred najdeno bombo, kar je bilo prvič, da je bilo jedrsko orožje vidno javnosti.
Incident z vodikovo bombo Palomares je zdaj zapisan v zgodovino kot eden najpomembnejših nenavadnih incidentov z jedrskim orožjem. Drugi je incident Vela, ko je jedrska eksplozija neznanega izvora blizu južnoatlantskega otoka Bouvet.