La fusión nuclear, a diferencia de la fisión nuclear, consiste en la unión de varios núcleos "ligeros" para formar otro núcleo más "pesado" y estable. Esta unión va acompañada de la emisión de partículas.
Esta reacción de fusión nuclear libera o absorbe una gran cantidad de energía en forma de rayos gamma y también de energía cinética de las partículas emitidas. Las reacciones de fusión nuclear pueden emitir o absorber energía.
Si los núcleos que se van a fusionar tienen menor masa que el hierro, se libera energía. Por el contrario, si los núcleos atómicos que se fusionan son más pesados que el hierro, la reacción nuclear absorbe energía.
Las reacciones de fusión entre núcleos se inician con temperaturas de decenas de millones de grados. Por eso se dice que es la energía de las estrellas.
La fusión nuclear (aquella que implica el hidrógeno) no produce desechos radioactivos, a diferencia de lo que ocurre con los sub-productos de la fisión.