La fusión nuclear es la reacción en la que dos núcleos muy ligeros, en general el hidrógeno y sus isótopos, se unen para formar un núcleo más pesado y estable, con gran desprendimiento de energía.
Para que se produzca la fusión es necesario que los núcleos cargados positivamente se aproximen venciendo las fuerzas electrostáticas de repulsión. La energía cinética necesaria para que los núcleos que reaccionan venzan las interacciones se puede suministrar en forma de energía térmica o utilizando un acelerador de partículas.
Para que tengan lugar estas reacciones, es necesario generar un plasma mediante un calentamiento que debe confinarse durante el mayor tiempo posible para que se produzca el máximo número de reacciones. La ganancia energética de la fusión consiste en que la energía necesaria para calentar y confinar el plasma sea menor que la energía liberada por las reacciones de fusión.
Para conseguir estas reacciones en el laboratorio se emplean dos métodos: el confinamiento magnético por la aplicación de fuertes campos magnéticos exteriores, que permiten que los iones choquen entre sí debido a la energía cinética alcanzada por las altas temperaturas; y el confinamiento inercial, que aprovecha la energía procedente de un láser o un haz de iones para obtener una elevada compresión de pequeñas cantidades de materia fusionable, consiguiendo, en un tiempo muy pequeño, las elevadas temperaturas necesarias para conseguir la fusión.
