2013年朝鲜核试验是朝鲜自2006年起的第三次核试验，2013年2月12日，朝鲜宣布成功进行了一次地下核试验，并称此次试验的是小型轻量的原子弹，弹头材料则是首次装填浓缩铀，同时多国宣布检测到了可能与此相符的地震。对此，日本要求联合国安理会召开紧急会议，韩国提升了军队的警戒程度。此外，美国和日本还紧急出动飞机来确认辐射特征。
2013年2月12日，朝鲜中央通讯社宣布朝鲜成功进行了一次地下核试验。在朝鲜官方宣布之前，美国地质调查局检测到朝鲜咸镜北道吉州郡丰溪里东北偏东23千米处发生了震级5.1地震，时间为韩国标准时上午11时57分（UTC+9），震源深度一千米。这个位置与朝鲜先前进行核试验的咸镜北道吉州郡万塔山（韩语：만탑산）非常临近。中国地震台网中心报告称检测到震级4.9地震，位置为北纬41.3°，东经129.0°，深度0千米，并认为可能由爆炸所引发。韩国国防部推测本次核试验的当量为六千至七千吨。不过有学者指出即使是4.9级的地震是应该换算成相等于两万吨的TNT当量，而非韩国推测的约六千至七千吨。而14日，德国联邦地球科学与自然资源研究院（德语：Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe）（BGR）发表监测数据称，朝鲜第三次核试验能量释放约为4万吨TNT当量，是1945年广岛原子弹爆炸力（1.3万吨TNT）的三倍多，远超前几个机构所预测的数值。
核试验发生时，中国吉林省延边朝鲜族自治州安图县、珲春市和长白山天池北区等地居民，普遍感到长达一分多钟的晃动。
朝鲜官方表示，这次试验的是小型轻量的原子弹，是一次高水平且完美的核试验。韩国军方则认为，朝鲜之前的两次核试验使用的是钚，这次试验可能使用的是铀。韩国推测朝鲜之前开发的是重量4吨以上的原子弹，需要进一步小型化后才能导弹进行发射，由于这次核试验爆炸威力推测为上一次试验的三倍，显示朝鲜在此方面取得了进展，并不需要很长时间即可能完成小型核弹头的开发。
朝鲜在2月12日核试验后，周边国家即开始尝试采集放射性物质，不过中国、日本、韩国在14日分别发表公告，表示核辐射物水平未见异常，即没有检测到人工放射性元素。对此结果，有分析认为，若地下核试验设施的密封性良好，确实可以阻止任何放射性物质外泄，所以外界检测不到也属正常，而另一种观点则认为，此次人工地震可能只是数千吨黄色炸药所引起，而非核试验。
朝鲜称自己的核试验显示了远见和英明，核试验是为打击敌对的美国，并强调那些屈于美国压力放弃核计划国家如利比亚最后都是结局悲惨。有消息称，朝鲜已经通知中国，将会进行更多的核试验。
2013年3月7日，联合国安理会一致通过第2094号决议，严词谴责朝鲜进行第三次核子试爆，并加强和扩展了对朝鲜的多项制裁措施，包括禁止游艇、名车、珠宝等奢侈品进口朝鲜，要求各国对怀疑运载违禁品到朝鲜的飞机实施禁飞，并加强监视朝鲜外交人员的非法活动，限制非法金融交易及切断用作武器发展的资金转移等。
在决议通过后，朝鲜宣布废除与韩国缔结的互不侵犯协定，并切断与韩国在板门店设立的热线。朝鲜强调若丝毫领土、领海与领空受侵袭，朝鲜将“毫不留情地展开报复性打击”。
