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核聚變，又稱核融合、融合反應或聚變反應，是指將兩個較輕的核結合而形成一個較重的核和一個極輕的核（或粒子）的一種核反應形式^[1]。在此過程中，物質沒有守恆，因為有一部分正在聚變的原子核的物質被轉化為光子（能量）。核聚變是給活躍的或「主序的」恆星提供能量的過程。

過程

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^[2]，兩個輕核在發生聚變時雖然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。

舉例：兩個質量小的原子，比方說兩個氚原子，在一定條件下（如超高溫和高壓），會發生原子核互相聚合作用，生成中子和氦-3，並伴隨着巨大的能量釋放。

原子核中蘊藏巨大的能量。根據質能方程E=mc2，原子核之淨質量變化（反應物與生成物之質量差）造成能量的釋放。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。一般來說，這種核反應會終止於鐵，因為其原子核最為穩定。

最早的人工核聚變技術是氫彈，同時在20世紀50年代，人類開始認真地研究發展用於民用目的的受控熱核聚變，並一直持續到今天。

如果要進行核聚變反應，首先就必須提高物質的溫度，使原子核和電子分開，處於這種狀態的物質稱為「等離子體」（plasma）。顧名思義，核力是一種非常強大的力量，而其力量所及的範圍僅止於10⁻¹⁰～10⁻¹³米左右，當質子和中子互相接近至此範圍時，核力就會發揮作用，因而發生核聚變反應。

但由於原子核帶正電，彼此間會互相排斥，所以很難使其彼此互相接近。若要克服其相斥的力量，就必須適當地控制等離子體的溫度、密度和封閉時間﹝維持時間﹞，此三項條件缺一不可。由於提高物質的溫度可以使原子核劇烈轉動，因此溫度升高，密度變大，封閉的時間越長，彼此接近的機會越大。

由於等離子體很快就會飛散開來，所以必須先將其封閉。用來使等離子體封閉的方法有許多種，太陽內部是利用巨大重力使等離子體封閉，而在地球上則必須採取別的方法，磁場的利用便是其中一種。當等離子體帶電時，電荷被卷在磁力線上，因此只要製造出磁場，就能夠將等離子體封閉，使它們懸浮在真空中。

核聚變原理核聚變