核裂變是壹個大原子分裂成兩個較小的原子。
核聚變又稱核聚變，是指質量較小的原子如氘、氚在壹定條件下(如超高溫、高壓)相互聚合生成中子和氦-4，並伴隨巨大能量釋放的壹種核反應形式。原子核中有巨大的能量。根據質能方程e = MC ^ 2；，原子核的靜止質量變化(質量缺陷)？引起能量的釋放。如果從重核變成輕核，就叫核裂變，比如原子彈爆炸；如果從較輕的原子核變成較重的原子核，就叫核聚變，比如恒星持續發光發熱的能量來源。
與核裂變相比，核聚變產生的放射性汙染等環境問題更少。比如氘氚的核聚變反應，其原料可以直接取自海水，來源幾乎取之不盡，是壹種理想的獲取能量的方式。
目前人類已經可以實現無控核聚變，比如氫彈的爆炸。但如果能量能被人類有效利用，就要合理控制核聚變的速度和規模，實現持續穩定的能量輸出；但是觸發核聚變反應必須消耗能量，所以人工核聚變的能量和觸發核聚變的能量必須達到壹定的比例才有經濟效果。科學家們正在努力研究如何控制核聚變，但現在看來還有很長的路要走。目前可控核聚變的方法主要有幾種:超聲波核聚變、激光約束(慣性約束)核聚變和磁約束核聚變(托卡馬克)。