水素（原子核が陽子1個）の同位体（→「放射性同位体」）である重水素（D）と三重水素（T）を燃料とし、地上で実現できる可能性がわずかでもあるとされる核融合反応。燃料1g当たり3400億Jのエネルギーが発生し、ウランの核分裂に比べて単位質量当たり4倍、化石燃料に比べて800万倍のエネルギーとなる。水爆（hydrogen bomb）は原爆により超高温プラズマを発生させ、瞬間的に爆発的な核融合反応を起こさせる。