核聚變，又稱核融合、融合反應或聚變反應，是將兩個較輕的核結合而形成一個較重的核和一個很輕的核（或粒子）的一種核反應形式。

    原子核中蘊藏巨大的能量。在一定條件下，一個氘核(由一個質子一個中子組成)和一個氚核(由一個質子和二個中子組成)會發生聚變核反應，生成一個氦核(二個質子和二個中子組成)，并放出一個中子。精密的測量表明，氦核加上一個中子的質量之和小于一個氘核與氚核反應前的質量之和！發生了明顯的質量虧損(見下圖)。

    根據著名的愛因斯坦質能公式E＝mc²，反應過程中出現的質量虧損轉化為巨大的能量釋放出來。從獲得能量的觀點來看聚變核反應主要是如下兩種：如果是由重的原子核變化為輕的原子核，稱為核裂變，如原子彈爆炸；如果是由較輕的原子核變化為較重的原子核，稱為核聚變，如恒星持續發光發熱的能量來源。

    兩個較輕的核在融合過程中產生質量虧損而釋放出巨大的能量，兩個輕核在發生聚變時因它們都帶正電荷而彼此排斥，然而兩個能量足夠高的核迎面相遇，它們就能相當緊密地聚集在一起，以致核力能夠克服庫侖斥力而發生核反應，這個反應叫做核聚變。

    其實早在五十年代初地球上就實現了聚變核反應，這就是氫彈的爆炸。它是依靠原子彈爆炸時形成的高溫高壓，使得氫彈里面的熱核燃料氘氚發生聚變反應，釋放巨大能量，形成強大無比的破壞力。可惜這種瞬間的猛烈爆炸無法控制。要把聚變時放出的巨大能量作為社會生產和人類生活的能源，必須對劇烈的聚變核反應加以控制，因而稱為受控核聚變。