Siden noen atomkjerner er mer stabile enn andre, kan det frigjøres energi gjennom kjernereaksjoner (dvs. at kjernene endrer sammensetning). Sola "fyres" med kjernefysiske fusjoner (kjernesammensmelting) som innebærer at par av kjerner kolliderer og danner en større kjerne. Den motsatte prosessen er kjernefysiske fisjoner (kjernespalting) som kjernekraftverk er basert på. Siden bindingsenergien per kjernepartikkel er størst ved midlere kjernemasser (rundt jern), vil energi frigjøres enten ved å fusjonere lette kjerner eller fisjonere tunge kjerner.