Il ne faut pas confondre la fission nucléaire (un noyau lourd se scinde en deux noyaux plus légers nommés sous-produits de fission) et la fusion nucléaire (deux noyaux légers s'assemblent pour former un noyau lourd).

Dans un cas comme dans l'autre, il y a dégagement d'énergie, mais une réaction de fusion nucléaire libère davantage d'énergie que la fission. La fusion nucléaire (impliquant l'hydrogène) ne génère pas de déchets radioactifs, contrairement aux sous-produits de la fission.

Les réactions de fusion entre noyaux s'amorcent pour des températures supérieures à 15 millions de degrés. Pour cette raison, on dit que la fusion nucléaire (ou fusion thermo-nucléaire) est l'énergie des étoiles, car pour l'instant, seul le cœur des étoiles permet d'atteindre une telle agitation thermique.