A fusão nuclear ocorre quando dois ou mais núcleos de um mesmo elemento se fundem e formam outro elemento, liberando energia. Um exemplo de fusão nuclear é o que acontece o no interior das estrelas, quando quatro núcleos de hidrogênio se fundem para formar um átomo de hélio. Esse processo libera uma quantidade de energia muito maior do que a liberada no processo de fissão nuclear.
Atualmente, a produção de energia nuclear tem se destinado à obtenção de energia elétrica, chamadas de usinas termonucleares. Esse nome se dá em razão do aquecimento dos nêutrons, usados para a fissão do núcleo de átomos como o urânio (235U), que gera um alto grau de agitação, fazendo do nêutron um excelente projétil para quebra do núcleo.