La fusione e la fissione sono entrambe reazioni energetiche che si verificano al livello del nucleo atomico. Entrambi i processi implicano la trasmutazione dell'elemento originale in un altro elemento più leggero o più pesante, ed entrambi rilasciano energia in un tasso prevedibile. L'equazione usata per descrivere la conversione della materia in energia è la stessa in entrambi i casi: E = mc ^ 2.
La fusione è un modo in cui gli elementi luminosi possono generare energia unendosi insieme per formare un nuovo elemento più pesante. Fission restituisce un po 'di quell'energia quando un elemento pesante si divide in elementi della figlia. In ogni caso, i due elementi più chiari, se sommati, hanno una massa leggermente inferiore a quella del singolo atomo che ha iniziato o terminato il processo. Questa differenza di massa tra gli elementi genitore e figlia è ciò che viene convertito in energia in entrambe le reazioni. L'energia viene rilasciata come radiazione, anche se il tipo di radiazione varia in base all'elemento e può essere utilizzata per generare energia come parte di una reazione a catena controllata o per esplodere con una forza considerevole. Sfortunatamente, sebbene la fissione sia relativamente facile da avviare e da controllare, le reazioni di fusione richiedono una grande quantità di energia per iniziare, il che ha ritardato lo sviluppo di reattori a fusione funzionanti.