Kjernefusjon innebèr at to eller fleire atomkjernar smelter saman, slik at det vert danna ein ny og tyngre atomkjerne. Ved samansmelting av lette atomkjernar vert det frigjeve store mengder energi.[1] Kjernefusjon finn stad i stjerner, i visse typer atomvåpen og i fusjonsreaktorar, der ein freistar å utvinne energi.
Terskelverdien for dei fleste kjernefusjonar er svært høg, og det er vanlegvis naudsynt med svært høge temperaturar for å få reaksjonen til å gå. I forskinga nyttar ein ulike metodar for å setja i gang og kontrollera kjernefusjon, t.d. tokamakar og laserfusjon. Det har vore gjort fleire forsøk på å få i stand såkalla kald fusjon, der fusjonsreaksjonar finn stad ved vanlege temperaturar, men ein har enno ikkje lukkast med dette.