Jadrová fúzia je proces, pri ktorom sa z dvoch ľahších jadier vytvorí jedno ťažké jadro (časť atómu). Tento proces sa nazýva jadrová reakcia. Uvoľňuje sa pri nej veľké množstvo energie.
Jadro, ktoré vzniklo fúziou, je ťažšie ako ktorékoľvek z východiskových jadier. Nie je však také ťažké ako kombinácia pôvodných hmotností východiskových jadier (atómov). Táto stratená hmotnosť sa mení na veľké množstvo energie. To je znázornené v slávnej Einsteinovej rovnici E=mc2.
K fúzii dochádza v strede hviezd, ako je Slnko. Atómy vodíka sa spájajú a vytvárajú hélium. Uvoľňuje sa pritom veľké množstvo energie. Táto energia poháňa teplo a svetlo hviezdy. Nie všetky prvky sa môžu spájať. Ťažšie prvky sa spájajú ťažšie ako ľahšie. Železo (kov) sa nemôže spájať s inými atómami. To je príčinou zániku hviezd. Hviezdy spájajú všetky svoje atómy, aby vytvorili ťažšie atómy rôznych typov, až kým nezačnú vytvárať železo. Jadro železa sa nemôže spájať s inými jadrami. Reakcie sa zastavia. Hviezda nakoniec vychladne a zanikne.
Na Zemi je veľmi ťažké spustiť reakcie jadrovej syntézy, pri ktorých sa uvoľňuje viac energie, ako je potrebné na spustenie reakcie. Dôvodom je, že fúzne reakcie prebiehajú len pri vysokej teplote a tlaku, ako napríklad na Slnku, pretože obe jadrá majú kladný náboj a kladný odpudzuje kladný. Jediný spôsob, ako zastaviť odpudzovanie, je prinútiť jadrá, aby do seba narážali veľmi vysokou rýchlosťou. To sa deje len pri vysokom tlaku a teplote. Jediným úspešným prístupom boli doteraz jadrové zbrane. Vodíková bomba využíva atómovú (štiepnu) bombu na spustenie fúznych reakcií. Vedci a inžinieri sa už desaťročia snažia nájsť bezpečný a funkčný spôsob kontroly a riadenia fúznych reakcií na výrobu elektrickej energie. Ešte stále musia prekonať mnoho problémov, kým sa energia z jadrovej syntézy bude môcť používať ako čistý zdroj energie.
