Kärnfusion är en process där en enda tung kärna (en del av en atom) bildas av två lättare kärnor. Denna process kallas för en kärnreaktion. Den frigör en stor mängd energi.
Den kärna som skapas genom fusion är tyngre än någon av de ursprungliga kärnorna. Den är dock inte lika tung som kombinationen av den ursprungliga massan hos startkärnorna (atomerna). Denna förlorade massa omvandlas till mycket energi. Detta framgår av Einsteins berömda E=mc2 ekvation.
Fusionen sker i mitten av stjärnor, som solen. Väteatomer smälter samman till helium. Detta frigör mycket energi. Energin ger värme och ljus till stjärnan. Alla grundämnen kan inte slås samman. Tyngre grundämnen är svårare att sammanfoga än lättare grundämnen. Järn (en metall) kan inte smälta samman med andra atomer. Det är detta som gör att stjärnor dör. Stjärnor slår ihop alla sina atomer till tyngre atomer av olika slag, tills de börjar göra järn. Järnkärnan kan inte smälta samman med andra kärnor. Reaktionerna stannar upp. Stjärnan kommer så småningom att svalna och dö.
På jorden är det mycket svårt att starta kärnfusionsreaktioner som frigör mer energi än vad som behövs för att starta reaktionen. Anledningen är att fusionsreaktioner endast sker vid hög temperatur och högt tryck, som i solen, eftersom båda atomkärnorna har en positiv laddning och positivt stöter bort positivt. Det enda sättet att stoppa repulsionen är att få atomkärnorna att träffa varandra med mycket hög hastighet. Det gör de bara vid högt tryck och hög temperatur. Den enda framgångsrika metoden hittills har varit kärnvapen. I vätebomben används en atombomb (fission) för att starta fusionsreaktioner. Forskare och ingenjörer har i årtionden försökt hitta ett säkert och fungerande sätt att kontrollera och begränsa fusionsreaktionerna för att generera elektricitet. De har fortfarande många utmaningar att övervinna innan fusionskraft kan användas som en ren energikälla.
