Sundial war der Codename eines nicht realisierten US-amerikanischen Konzepts für eine extrem leistungsstarke thermonukleare Waffe. Das Konzept wurde im Juli 1954 von Edward Teller in einer geheimen Sitzung des General Advisory Committee der United States Atomic Energy Commission erwähnt. Die vorgesehene Sprengkraft wurde mit 10.000 Megatonnen TNT-Äquivalent angegeben, also 10 Gigatonnen. Sundial wurde weder gebaut noch getestet; viele Einzelheiten blieben weiterhin geheim.
Das Konzept entstand im Kontext der frühen thermonuklearen Rüstungsentwicklung der Vereinigten Staaten. Im März 1954 hatte der Test Castle Bravo im Rahmen der Operation Castle eine Sprengkraft von etwa 15 Megatonnen TNT erreicht. Die Detonation war deutlich stärker als erwartet und führte zu großflächigem radioaktivem Fallout.
Im Juli 1954 stellte Teller vor dem General Advisory Committee der Atomic Energy Commission die Möglichkeit wesentlich größerer Sprengsätze vor. Nach der Darstellung des Wissenschaftshistorikers Alex Wellerstein wurden dabei zwei Konzepte genannt: Gnomon mit einer geplanten Sprengkraft von 1.000 Megatonnen und Sundial mit 10.000 Megatonnen. Gnomon sollte dabei als vorgeschaltete Stufe zur Zündung von Sundial dienen.
Die erhaltenen Sitzungsnotizen erwähnen Tellers „10.000 MT gadget“ sowie die Namen Gnomon und Sundial. In den Notizen heißt es, mehrere Ausschussmitglieder hätten die Größenordnung der geplanten Waffe mit Besorgnis aufgenommen. Isidor Isaac Rabi bewertete Tellers Ausführungen demnach als eine Art „advertising stunt“, also als übertriebene Selbstdarstellung. Nach Wellerstein wurde an Gnomon dennoch für einige Jahre weitergearbeitet; ein Prototypentest im Rahmen der Operation Redwing im Jahr 1956 sei geplant gewesen, aber nicht durchgeführt worden.
Öffentlich zugängliche technische Einzelheiten zu Sundial sind nur in geringem Umfang bekannt. Das Konzept wird in der Literatur im Zusammenhang mit gestuften thermonuklearen Waffen beschrieben. Grundlage solcher Waffen ist das Teller-Ulam-Design, bei dem die Energie einer ersten nuklearen Stufe zur Kompression und Zündung weiterer thermonuklearer Stufen genutzt wird.
Wellerstein beschreibt das Teller-Ulam-Prinzip als grundsätzlich skalierbar, da mehrere thermonukleare Stufen gekoppelt werden können. Er ordnet Sundial daher in die Diskussion um extrem hochskalierte, mehrstufige Wasserstoffbomben ein. Eine gesicherte öffentliche Beschreibung des konkreten Aufbaus von Sundial liegt jedoch nicht vor.
Mit einer vorgesehenen Sprengkraft von 10.000 Megatonnen hätte Sundial die größte jemals getestete Kernwaffe, die sowjetische Zar-Bombe mit etwa 50 Megatonnen Test-Sprengkraft, um ein Vielfaches übertroffen. Gegenüber der Hiroshima-Bombe Little Boy, deren Sprengkraft auf etwa 15 Kilotonnen TNT geschätzt wird, entspräche dies einer Größenordnung von rund 660.000 Hiroshima-Bomben.
Die physikalischen und militärischen Auswirkungen einer Waffe dieser Größenordnung sind schwer abzuschätzen, da übliche Skalierungsgesetze für Kernwaffen bei sehr hohen Sprengkräften nur eingeschränkt anwendbar sind. Wellerstein verweist auf eine Studie von 1963, nach der eine Detonation mit 10.000 Megatonnen in großer Höhe Brände in einem Gebiet von mehreren hundert Kilometern Durchmesser auslösen könnte.
Die zeitgenössische Reaktion innerhalb des General Advisory Committee war zurückhaltend bis ablehnend. Die Sitzungsnotizen nennen ausdrücklich die Sorge, eine Waffe dieser Größenordnung könne die Erde kontaminieren. Die Diskussion stand in einer längeren Debatte über die militärische und moralische Bewertung thermonuklearer Waffen. Bereits 1949 hatten Enrico Fermi und Isidor Isaac Rabi in einem Minderheitsvotum des General Advisory Committee vor dem Fehlen einer inhärenten Obergrenze für die Zerstörungskraft sogenannter „Superbomben“ gewarnt.
In der späteren historischen Darstellung gilt Sundial als Beispiel für die extremen theoretischen Entwürfe der frühen thermonuklearen Rüstungsphase des Kalten Krieges.