德国在二战期间未能成功研制出原子弹的原因涉及核心科学家流失、资源投入不足、关键计算错误、原料生产受阻、实验材料破坏及战略误判等多重因素。以下是具体分析：

1. 核心科学家流失

爱因斯坦、费米等犹太科学家因纳粹的种族迫害离开德国，转而加入美国曼哈顿计划，导致德国失去核研究的核心人才。这些科学家的离开不仅削弱了德国的研发力量，还推动了美国核计划的加速。

2. 资源与投入严重不足

德国对原子弹研发的投入远低于美国：美国曼哈顿计划投入22-50亿美元、10余万人，耗时3年完成；而德国铀计划仅获得100多万马克经费（同期火箭研发投入5.5亿马克）。此外，德国铀原料年产量仅200公斤，无法满足制造原子弹的需求（需15-25公斤铀-235）。

3. 关键计算错误导致误判

海森堡团队在计算原子弹所需铀-235时出现严重错误，误判需13吨甚至几十吨（实际仅需15-25公斤）。这一错误使德国认为无法在战争期间完成研发，进而放弃或拖延计划。

4. 重水生产被盟军彻底破坏

重水是制造钚弹的关键原料，但德国在挪威的维莫克重水工厂多次遭盟军破坏：1943年英国突击队炸毁车间，1944年美国轰炸机再次摧毁恢复生产的工厂，最终运输重水的军舰被击沉。至战争结束，该工厂仅生产1.5吨重水（制造一枚钚弹需至少15吨），原料供应彻底中断。

5. 实验材料被破坏延误进程

德国委托捷克斯洛伐克工厂生产石墨作为催化剂，但反纳粹工人故意掺入钙等杂质，导致实验多次失败。德国科学家未怀疑石墨问题，转而寻找替代材料，进一步延误研发。

6. 战略误判与道德因素

希特勒早期依赖闪电战，认为无需原子弹；后期战争溃败时，德国工业基础已遭破坏，无力支撑研发。此外，部分科学家（如海森堡）可能因道德犹豫，故意夸大技术难度或拖延研发，避免核武器实际制造。

综上，德国原子弹计划的失败是技术、资源、外部破坏及内部误判共同作用的结果，最终未能改变二战走向。