ลิตเติลบอย (อังกฤษ: Little Boy) เป็นชื่อรหัสของระเบิดปรมาณู ที่ถูกนำไปทิ้งเหนือเมืองฮิโรชิมะ ของประเทศญี่ปุ่น เมื่อวันที่ 6 สิงหาคม พ.ศ. 2488 โดยเครื่องบิน B-29 Superfortress (เครื่องบินลำนี้มีชื่อ Enola Gay) ผู้ทำหน้าที่นักบินคือ พันโทพอล ทิบเบตส์ (Lt.Col.Paul Tibbets) แห่งกองกำลังอากาศในกองทัพบกสหรัฐอเมริกา (ภายหลังได้ยกฐานะขึ้นเป็นกองทัพอากาศ) นับเป็นระเบิดปรมาณูลูกแรก ที่ใช้ในการสงคราม ส่วนระเบิดปรมาณูลูกที่สอง ซึ่งมีชื่อว่า แฟตแมน นั้น ถูกนำไปทิ้งเหนือเมืองนางาซากิของญี่ปุ่นในอีก 3 วันต่อมา อาวุธนี้ได้รับการพัฒนาขึ้นในระหว่างจัดตั้งโครงการแมนฮัตตัน ในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 และได้กำลังระเบิดมาจากธาตุยูเรเนียมที่ผ่านกระบวนการแยกไอโซโทปแล้ว (enriched uranium) การทิ้งระเบิดปรมาณูเหนือเมืองฮิโรชิมะ และนางาซากิของญี่ปุ่นนั้น ถือเป็นการระเบิดปรมาณูครั้งที่ 2 ในประวัติศาสตร์ (ครั้งแรก เป็นการทดลองเรียกว่า ทดลองทรีนิตี้ (Trinity test) ระเบิดลิตเติลบอย มีความยาว 3 เมตร เส้นผ่าศูนย์กลาง 71 เซนติเมตร และน้ำหนัก 4,000 กิโลกรัม บรรจุธาตุยูเรเนียมประมาณ 64 กิโลกรัม แต่ส่วนที่จะเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิซชันมีน้ำหนักเพียง 700 กรัมเท่านั้น