Kernfusie is het samensmelten van lichte atoomkernen tot een zwaardere kern, waarbij energie vrijkomt volgens E = mc², omdat het product lichter is dan de som van de delen. Deze energiebron drijft sterren aan; de zon zet per seconde zo'n 700 miljoen ton waterstof om in 695 miljoen ton helium, waarbij een massaverschil van 4,4 miljoen ton vrijkomt als warmte. Om kernfusie te laten plaatsvinden zijn extreme temperaturen en drukken nodig, zoals in het centrum van sterren, en op aarde is dit technologisch moeilijk te realiseren. Toch wordt er wereldwijd geëxperimenteerd omdat fusie een vrijwel onuitputtelijke, schone energiebron kan zijn zonder broeikasgassen en met minder radioactief afval dan kernsplijting. Anno 2024 is er echter nog geen werkende fusiereactor die netto energie levert, maar wordt de technologie al wel toegepast in de waterstofbom. Fysiek gezien moet de elektromagnetische afstoting tussen protonen worden overwonnen door de sterke kernkracht, en de winst zit in het verschuiven naar een hogere bindingsenergie per nucleon.