Kjernefysiske fusjonsreaksjoner har potensial til å være både tryggere og generere mindre radioaktivt avfall enn fisjon. Disse reaksjonene er potensielt levedyktige, men teknisk sett vanskelige å realisere. En har ennå ikke lyktes med å få dette til i et slikt omfang at et funksjonelt kraftverk er realiserbart. Fusjonsenergi har vært under teoretisk og eksperimentell undersøkelse siden 1950-årene.