Tuumaterrorism on praegu hüpoteetiline võimalus, et terroristid võivad saada ja kasutada radioaktiivseid materjale hävitavatel eesmärkidel. Näiteks võib laial alal lõhkatud “räpane pomm” (radioloogiline relv) puhastamine maksta kümneid või sadu miljoneid dollareid. Selline räpane pomm ei ole selgelt sama asi, mis tuumapomm – see koosneks lihtsalt radioaktiivsest materjalist, mis on tavalise pommi poolt radioaktiivse saastamise tekitamise eesmärgil laiali puhutud. Loomulikult loetaks ka terroristliku tuumarelva tuumaterrorismi liigiks.
Julgeolekueksperdid üle maailma peavad tuumaterrorismi usutavaks ohuks ja mõned juhtivad analüütikud peavad seda vaid aja küsimuseks, millal terroristid mõnes suurlinnas räpase pommi või tuumarelva lõhkavad. Määrdunud pommi mõju oleks peamiselt psühholoogiline – mitmed analüüsid on näidanud, et see põhjustaks vähe inimohvreid, kuigi massipaanika võib olla uskumatult hävitav. Tuumarelv võib aga tappa mõnesajast kuni üle miljoni inimese, olenevalt selle saagikust ja lõhkamiskohast.
Mitmed terrorirühmitused on väljendanud huvi saada tuumaterrorismi toimepanemiseks vajalikke materjale, eriti rikastatud uraani, mida saaks kasutada tuumapommi ehitamiseks. Osama bin Laden on nimetanud tuumapommi ehitamist Al Qaeda pühaks missiooniks. Kuid peale selle on vähe konkreetseid tõendeid selle kohta, et äärmuslased kavatsevad hankida materjale tuumaterrorismi jaoks.
2006. aasta novembris hoiatas Briti luureorganisatsioon MI5, et islamiterroristid kavatsevad ühes Ühendkuningriigi linnas tuumapommi plahvatada, kuid pole teada, kui keerukas see plaan oli. 2007. aasta juunis väitis Fox News, et FBI ütles ajakirjandusele, et Adnan Gulshair el Shukrijumah vastutab tuumapommide lõhkamise kavandamise eest mitmes USA linnas, kuid seda pole sõltumatult kinnitatud.
Veelgi käegakatsutavamalt teatas 2007. aasta novembris 60 Minutes, et murdvargad tungisid Lõuna-Aafrikas Pretoria lähedal asuvasse Pelindaba tuumauuringute rajatisse, kuid pääsesid sealt ilma rikastatud uraanita. Neid murdvargaid ei tuvastatud kunagi.