Fusjon er det motsatte av fisjon, nemlig at atomer smeltes sammen. Fusjon er mye vanskeligere å utløse enn fisjon. Det har kun lyktes forskere å observere fusjon i brøkdelen av et sekund på grunn av de enormt høye temperaturene som kreves. Nylig klarte Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST); en Kinesisk forskergruppe; å opprettholde en fusjonsreaksjon i 102 sekunder ved en temperatur på nær 50 million grader celcius. Dette er varmere enn kjernen i vår sol, og reaksjonen varte betydelig lengre enn noen andre har klart hittil og representerer dermed en stor milepæl for fusjonsteknologi. Drivstoffet for fusjon er som regel deuterium og tritium. Begge stoffene er isotoper av hydrogen. Begge stoffene har også til felles at de ved standard atmosfære og temperatur, at de er gasser. Dette gjør det vanskelig å lagre dem, og de blandes dermed med litium. Deuterium kan ta plassen til hydrogen i vanlig vann (H2O), og skaper dermed tungtvann.