Fusión y fisión son reacciones energéticas que tienen lugar en el nivel del núcleo atómico. Ambos procesos conllevan la transmutación del elemento original en otro elemento más ligero o más pesado, y ambos liberan energía a una tasa predecible. La ecuación utilizada para describir la conversión de materia en energía es la misma en ambos casos: E = mc ^ 2.
La fusión es una forma en que los elementos ligeros pueden generar energía al unirse para formar un elemento nuevo y más pesado. La fisión devuelve parte de esa energía cuando un elemento pesado se divide en elementos hijos. En cada caso, los dos elementos más ligeros, cuando se suman, tienen una masa que es algo menor que el único átomo que inició o finalizó el proceso. Esa diferencia de masa entre los elementos padre e hija es lo que se convierte en energía en cualquiera de las reacciones. La energía se libera en forma de radiación, aunque el tipo de radiación varía según el elemento, y se puede usar para generar energía como parte de una reacción en cadena controlada o para explotar con una fuerza considerable. Desafortunadamente, aunque la fisión es relativamente fácil de iniciar y controlar, las reacciones de fusión requieren una gran cantidad de energía para comenzar, lo que ha retrasado el desarrollo de los reactores de fusión en funcionamiento.
