Proceso por el que dos (o más) núcleos atómicos se unen para formar un nuevo núcleo, mayor. Los núcleos originales pueden ser tan sencillos como dos núcleos de hidrógeno (es decir, dos protones) que darían un núcleo de helio (aunque desprovisto de sus dos neutrones) pero también pueden ser más complejos, como por ejemplo la fusión de un núcleo de carbono y uno de helio para dar un núcleo de oxígeno. Los procesos de fusión que producen elementos más ligeros que el hierro liberan grandes cantidades de energía, sin dejar residuos radiactivos. En particular, la fusión controlada de núcleos de hidrógeno es una de las grandes esperanzas de la humanidad para producir energía limpia de modo altamente eficiente. La energía electromagnética de todas las longitudes de onda que observamos procedente de las estrellas tiene su origen en las reacciones de fusión que suceden en los interiores estelares.