Fuzja i rozszczepienie to zarówno reakcje energetyczne, które zachodzą na poziomie jądra atomowego. Oba procesy pociągają za sobą transmutację pierwotnego elementu do innego lżejszego lub cięższego pierwiastka, a obie przewidywalna stopa. Równanie użyte do opisania konwersji materii na energię jest takie samo w obu przypadkach: E = mc ^ 2.
Fuzja jest sposobem, w jaki lekkie elementy mogą generować energię, łącząc się, tworząc nowy, cięższy pierwiastek. Rozszczepienie daje część tej energii z powrotem, gdy ciężki pierwiastek dzieli się na elementy potomne. W każdym przypadku dwa lżejsze elementy, po ich dodaniu, mają masę, która jest nieco mniejsza niż pojedynczy atom, który albo rozpoczął, albo zakończył proces. Ta różnica masy pomiędzy elementem macierzystym a elementem potomnym jest tym, co w obu reakcjach jest przekształcane w energię. Energia jest uwalniana jako promieniowanie, chociaż rodzaj promieniowania zmienia się w zależności od pierwiastka i może być wykorzystywany do generowania mocy jako część kontrolowanej reakcji łańcuchowej lub do wybuchania ze znaczną siłą. Niestety, chociaż rozszczepienie jest względnie łatwe do zainicjowania i kontrolowania, reakcje syntezy jądrowej wymagają dużej ilości energii do rozpoczęcia, co opóźniło rozwój pracujących reaktorów termojądrowych.
