在可預見的未來，最有希望也是最有潛力的能量來源非核聚變（亦稱熱核反應）莫屬。其主要原理是：在一定的極端條件（如超高溫高壓）下，兩個較輕的原子核結合成為一個較重的原子核。
核聚變
期間大量中子和電子逃離原子核束縛，因此釋放出巨大能量（一克的氘聚變釋放的能量估計夠一隻一百瓦的燈泡工作83年），氫彈爆炸和太陽燃燒就是這個原理。雖然核聚變的技術要求更高，到現在也難以實現工業化使用，但是相比於核裂變：同質量的核原料核聚變產生的能量更多；核汙染更小，福島核電站事故大家應該還記憶猶新；原料更容易獲取（每30多升海水就能提取1克氘）。
福島核電站
如今最可能實現可控核聚變的方式是用磁場約束聚變物質，因為其聚變反應溫度非常高，動不動就千萬度上億度，已知物質沒有能承受這麼高溫度的。
磁場約束假想圖
核聚變試驗裝置
在當今研究可控核裂變的隊伍中，我們中國人處於領先地位，一方面國際合作建設實驗裝置另一方面自己也在單獨做實驗。相信在不久的將來我國的科學家會率先突破此項科技，引領新一輪的能源革命。
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