A espionagem nuclear é compartilhar os segredos de um país sobre armas nucleares com outros países sem permissão. Desde que as armas nucleares foram inventadas, tem havido muitos casos de espionagem nuclear conhecida, e também muitos casos em que se pensou ter acontecido, mas não foi provado. Como as armas nucleares são geralmente consideradas os segredos de Estado mais importantes, todas as nações com armas nucleares têm regras rigorosas contra o compartilhamento de informações sobre como as armas nucleares são projetadas, onde elas são mantidas e outras coisas sobre elas. Há também regras que impedem os países que assinaram acordos de não-proliferação (que se destinam a impedir a disseminação de armas nucleares) de compartilhar informações sobre tais armas com o público.