Skorajda ni kosa strojne opreme, ki je bolj ikona hladne vojne kot podmornica na jedrski pogon. Te podmornice z jedrskim pogonom in v nekaterih primerih z jedrskimi raketami so krožile po svetovnih oceanih od izstrelitve prve jedrske podmornice, USS Nautilus, leta 1954. Danes pet držav (Združene države, Rusija, Francija , Združeno kraljestvo in Kitajska) upravljajo na stotine jedrskih podmornic po vsem svetu. Za vse te države so podmornice za izstrelitev raket pomemben del jedrske triade, ki vključuje kopenske rakete, strateške bombnike in podmornice z balističnimi raketami (SSBN).
Jedrska podmornica ima veliko prednost pred tem, kar je nadomestila – podmornicami na dizelski pogon. Velike vojaške podmornice na dizelski pogon, ki so bile zgrajene že od revolucionarne vojne, so potrebovale zrak za izgorevanje, da so proizvajale elektriko za baterije. Čas potapljanja je bil omejen na nekaj dni pri nizki hitrosti ali le nekaj ur pri največji hitrosti. Potreba po ponovni izkopavanju podmornic predstavlja veliko tveganje za napad. Nasprotno pa so podmornice na jedrski pogon na lastni pogon in njihov čas potopa je na splošno omejen le z razpoložljivo zalogo hrane in razumnostjo posadke. Sodobna jedrska podmornica lahko deluje v celotni 20 ali 40-letni življenjski dobi brez dolivanja goriva.
Jedrske podmornice so ponavadi izjemno drage, enako drage kot najdražji in najsofisticiraniji letalski bombniki. Podmornica razreda Virginia, serija, ki se trenutno gradi za ameriško mornarico, stane približno 1.8 milijarde USD (ameriških dolarjev) na enoto, deloma zaradi pomanjkanja ekonomije obsega in visokih zahtev glede varnosti in zanesljivosti. Trup podmornic mora biti izdelan na zelo natančen način, da lahko podmornica med globokimi potopi vzdrži največje možne pritiske na trup. Sodobne jedrske podmornice imajo preskusno globino (največja globina, dovoljena med mirovnimi operacijami) približno 1,600 čevljev (488 m), pri čemer je pritisk približno 48-krat večji kot na površini.
Jedrske podmornice, ki jih upravljajo samo svetovne jedrske sile, so na splošno razdeljene v dva razreda: napadalna jedrska podmornica in jedrska podmornica z balističnimi raketami. Napadne podmornice, kot so Seawolf, Los Angeles in Virginia, so oborožene z desetinami torpedov in križarskih raket, ki lahko zadenejo tarče na stotine kilometrov stran. Podmornice z balističnimi raketami, kot je razred Ohio, imajo vsaka po 24 balističnih raket Trident z jedrskimi konicami.