核聚变是使很轻的原子核在异常高的温度下合并成较重的原子核的

聚变反应为例：

根据公式 ΔE=Δmc²

和1.00867g·mol^-1，所以

Δm=｛（4.000150＋1.00867）-（2.01355＋3.01550） ｝g·mol^-1

＝-0.01888g·mol^-1

ΔE＝Δmc²＝（-0.01888g·mol^-1）×（2.9979×10⁸m·s^-1）²

＝-1.697×10¹⁵g·m²·s^-2mol^-1

＝-1.697×10⁹kJ·mol^-1

对于1.000g的核燃料来说，因H-2和H-3的摩尔质量分别为2.014和3.016g·mol^-1，所以

比1g U-235的裂变能（8×10⁷kJ）还要大。即1g燃料核聚变所产生的能量约为核裂变相应能量的4倍。

核聚变反应也称为热核反应。氢弹爆炸也是热核反应。不过，氢弹的能量不是逐步放出来的，而是以爆炸的形式一下子放出来的。所以，利用这些能量就很不容易。如果能够控制核聚变反应，使能量逐步释放出来。那么，就可以利用核聚变能来发电，这就是受控核聚变反应。

实现受控核聚变反应，先要将氘、氚等核燃料加热到很高的温度（大约要1亿度以上），在这样高的温度下，氘、氚等气体原子将全部发生电离，变成带正电的离子和带负电的自由电子，这种由离子和电子组成的气体称为等离子体。等离子体的温度越高，密度越大，约束时间（维持高温的时间）越长，放出的能量就越多。当温度达到临界时，放出的能量足以加热下一次添加的氘氚燃料，聚变反应就可以持续下去，这时就称为受控核聚变的“点火”。