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この爆弾は、通常の空対地爆弾とほぼ同サイズのケースの中に、数個から数百個の子弾(爆弾や地雷)を搭載し、母機から投下後に空中でケースが破裂することにより子弾を散布させて広範囲にわたって小規模の爆発を引き起こすなどしてダメージを与える。主に人的被害やあまり強固ではない施設・兵器への広範囲の被害を狙うものである。 第二次世界大戦には「モロトフのパン籠」(→M69集束焼夷弾)と呼ばれた集束焼夷弾が用いられているが、これも一種のクラスター爆弾で、38ないし48発の焼夷弾を高度 700 m で爆散させ、高密度に焼夷弾を降らせた。 ベトナム戦争においても使用されたが、当時は『ボール爆弾』と呼ばれた。爆弾本体に野球ボール程度の大きさの子爆弾が300個ほど内蔵され、その子爆弾ひとつにつき600個ほどの金属球が入っており、これが爆発によって飛散する。加害面積は親弾の炸裂高度によって変化する。この子爆弾は手榴弾や指向性の無い散弾地雷のように子爆弾炸裂周辺部にいた人員など「柔らかい標的」を殺傷する。 現代のクラスター爆弾では、子弾はタイプによって様々なものがあり、米軍の装備としては対人・対装甲車両で202発の子弾を収めた CBU-87/B から対装甲車両(戦車など)で10発の子弾を収めた CBU-97/B、対装甲で指向性成型炸薬子弾247発を収めた CBU-59(ロックアイII)などがある。また、戦闘爆撃機である F-15E は CBU-59 を最大26発搭載でき、一回の出撃で最大6,422発の子弾を投下することができる。 子弾1個1個の威力は弱いので、鉄筋コンクリートビルやトーチカのような強固な建造物などに対する攻撃には向かない。しかし爆発物を散布することから通常の爆弾より広範囲にダメージを与えられる分、対人や対装甲車両用の面制圧兵器としては効果的である。 子弾にリボンやパラシュートの付いたタイプは対装甲目標用で、HEAT 弾頭を下に向けるための仕組みである。 子弾として対人地雷や対戦車地雷を搭載した、いわば「地雷散布タイプ(BLU-91/BないしBLU-92/B)」も存在するが、これらは対人地雷禁止条約(オタワ条約)の規制対象となっている。
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