La combinazione energetica degli atomi è conosciuta come fusione nucleare. In questo processo, due elementi relativamente leggeri si fondono per formare un nuovo elemento più pesante in mezzo al rilascio di energia.
Il nuovo elemento formato dalla fusione ha una massa leggermente più leggera della somma dei due elementi che lo hanno prodotto. La massa perduta viene convertita in energia in una relazione descritta dalla famosa equazione E = mc2 di Einstein. La fusione atomica genera energia per tutti gli elementi più leggeri del ferro. Poiché la fusione dei nuclei di ferro richiede più energia di quanto non rilasci, le reazioni di ferro non sono sostenibili. Secondo la Georgia State University, elementi più pesanti del ferro possono liberare energia attraverso la scissione, un processo noto come fissione.