Fuziunea și fisiunea sunt ambele reacții energetice care au loc la nivelul nucleului atomic. Ambele procese implică transmutarea elementului original într-un alt element mai ușor sau mai greu, rata previzibilă. Ecuația utilizată pentru a descrie conversia materiei în energie este aceeași în ambele cazuri: E = mc ^ 2.
Fuziunea este o modalitate prin care elementele luminoase pot genera energie prin a se uni pentru a forma un element nou, mai greu. Fissionul dă o parte din acea energie înapoi ca un element greu, care se împarte în elemente fiice. În fiecare caz, cele două elemente mai ușoare, atunci când sunt adăugate împreună, au o masă care este ceva mai mică decât atomul singur care a început sau a terminat procesul. Această diferență de masă între elementele părinte și fiică este ceea ce este convertit în energie în oricare dintre reacții. Energia este eliberată ca radiație, deși tipul de radiație variază în funcție de element și poate fi utilizat fie pentru a genera energie ca parte a unei reacții în lanț controlată, fie pentru a exploda cu forță considerabilă. Din păcate, deși fisiunea este relativ ușor de inițiat și de controlat, reacțiile de fuziune necesită o mare cantitate de energie pentru a începe, ceea ce a întârziat dezvoltarea reactoarelor de fuziune.