যে বিক্রিয়ায় দুটি হাল্কা নিউক্লিয়াস একত্রিত হয়ে অপেক্ষাকৃত ভারী একটি নিউক্লিয়াস গঠন করে এবং অত্যধিক শক্তি বের হয় সে বিক্রিয়াকে বলা হয় নিউক্লিয়ার ফিউশন। ফিউশন সংঘটিত হয় অত্যধিক উচ্চ তাপমাত্রায়। এ তাপমাত্রায় বিক্রিয়াতে অংশগ্রহণকারী পরমাণুগুলো সম্পূর্ণ আয়নিত অবস্থায় থাকে। এ অবস্থাকে বলা হয় প্লাজমা। নক্ষত্রে যে মৌলিক তাপোৎপাদী বিক্রিয়া সংঘটিত হচ্ছে এবং যা এ মহাবিশ্বের সমস্ত শক্তির উৎস তা হলো হাইড্রোজেন পরমাণু ফিউশনিত হয়ে হিলিয়াম পরমাণু গঠন। এটা দুটি বিক্রিয়ায় ঘটে একটা প্রোটন-প্রোটন চক্র এবং অপরটি কার্বন-কার্বন চক্র। নিউক্লিয়ার ফিউশনকে নিম্নলিখিত সমীকরণ দ্বারা নির্দেশ করা যেতে পারে,

   $11H+10n\to 21H$

     এখানে একটি প্রোটন একটি নিউট্রনকে গ্রাস করে তৈরি করছে একটি ডিউটেরন (H)। গ্রাসের সময় 3.9679 × 10^-30 kg ভর হারিয়ে যাচ্ছে এবং 2.23 MeV শক্তি আবির্ভূত হচ্ছে। ডিউটেরনের গতিশক্তি এবং গামা রশি নিঃসরণের ফলে এ শক্তি পাওয়া যায়।