轻原子核相遇时聚合为较重的原子核并放出巨大能量的过程。自然界中只有在太阳等恒星内部，因温度极高，轻核才有足够动能克服斥力，而能自动发生持续的聚变。人工的聚变目前只能在氢弹爆炸或由加速器产生的高能粒子碰撞中实现，但是大规模聚变的控制，目前尚未能办到，正在通过控制热核反应进行探索研究。