Klaus Fuchs, uważany za jednego z najważniejszych "szpiegów atomowych" ze względu na szeroki dostęp do tajnych danych naukowych i umiejętność ich odczytywania. Zdjęcie z identyfikatora, który Klaus Fuchs nosił w czasie pobytu w Los Alamos National Laboratory.

Szpiedzy atomowi lub atomowi szpiedzy – terminy odnoszące się do obywateli Stanów Zjednoczonych, Wielkiej Brytanii i Kanady, oskarżonych o szpiegostwo na rzecz Związku Radzieckiego w czasie II wojny światowej i we wczesnym okresie zimnej wojny. Przekazywali oni poufne informacje dotyczące projektowania i produkcji broni nuklearnej. Naukowcy nadal spierają się o to, jakie dane zostały przekazane i kto brał w tym udział. Zakwestionowali niektóre z zeznań świadków, nawet te, które początkowo miały wartość niezbitych dowodów. Sprawa szpiegów jest jedną z najgłośniejszych i najlepiej udokumentowanych w historii broni jądrowej. Naukowcy zajmujący się badaniami nuklearnymi postulowali o ujawnienie międzynarodowej społeczności naukowej informacji z nią związanych, ale rząd amerykański zdecydowanie się temu przeciwstawił.

Współcześnie toczy się sprawa Adbula Qadeera Khana, pakistańskiego naukowca, oskarżonego o przekazywanie informacji dotyczących technologii jądrowych do Iranu, Libii i Korei Północnej, a być może – także innych reżimów. Khan stał się bohaterem narodowym, ponieważ przyczynił się do utworzenia pakistańskiego arsenału jądrowego. Dochodzenie w jego sprawie jeszcze się nie zakończyło. Jak dotąd nie ustalono także, czy termin "szpiedzy atomowi" może odnosić się do osób działających poza okresem zimnej wojny, takich jak Khan lub argentyńsko-amerykański fizyk Leonardo Mascheroni.

Przedmiotem ożywionej dysputy jest także kwestia wpływu informacji przekazywanych przez szpiegów na rozwój sowieckiego projektu atomowego. Sposób, w jaki zarządzający nim Igor Kurczatow i Ławrientij Beria wykorzystywali otrzymane dane, budzi wiele wątpliwości. Okazuje się bowiem, że nawet kluczowymi dla rozwoju broni jądrowej wiadomościami, takimi jak tajne dane teoretyczne dostarczane przez Klausa Fuchsa, posługiwali się głównie w celu kontrolowania współpracowników, co spowodowało brak zaufania zarówno ze strony rodzimych naukowców, jak i szpiegów. Późniejsze badania wykazały także, że głównym hamulcem dla rozwoju sowieckiej broni jądrowej były nie problemy konstrukcyjne, ale, tak jak w przypadku projektu Manhattan, trudności z pozyskaniem materiałów rozszczepialnych. W początkowym okresie realizacji programu złoża uranu na terenie Związku Radzieckiego nie były jeszcze znane (inaczej rzecz się miała w Stanach Zjednoczonych).

Działania szpiegów potwierdzono dzięki projektowi Venona, czyli operacji polegającej na przechwytywaniu i odszyfrowywaniu raportów sowieckich służb wywiadowczych po II wojnie światowej. W latach pięćdziesiątych informacje te były już dostępne, ale nie zostały wykorzystane ze względu na klauzulę poufności. Część informacji o szpiegach znajduje się w archiwach sowieckich akt, które po upadku Związku Radzieckiego na krótki czas udostępniono badaczom.