Všetka hmota sa skladá z atómov, ktoré sú tvorené jadrom a zápornými elektrónmi tvoriacimi obal atómu. Jadro je tvorené kladne nabitými protónmi a elektricky neutrálnymi neutrónmi. Častice v jadre atómu sú viazané veľmi silnými jadrovými silami. Elektróny sú priťahované k protónom v jadre elektrickými silami, ktoré sú oveľa slabšie ako silné jadrové sily.
V procese fúzie sa jadrá dvoch ľahkých atómov zlučujú a vzniká jadro ťažšieho atómu. Pritom sa uvoľňuje veľmi veľa energie.

Ako zabezpečiť zlúčenie jadier?
Jadro atómu má kladný náboj. To znamená, že ak sa dve jadrá dostanú k sebe dostatočne blízko, elektrická sila ich odpudí. Iba pri veľmi tesnom priblížení jadier spôsobia silné jadrové sily, že sa jadrá k sebe začnú priťahovať.
Také tesné priblíženie jadier atómov je možné dosiahnuť iba pri zrážkach jadier s veľkými vzájomnými rýchlosťami. To je možné na Zemi dosiahnuť pomocou veľmi vysokej teploty. Pri teplote 150 miliónov °C sa jadrá vodíka pohybujú rýchlosťou tisíc kilometrov za sekundu. (Na Slnku prebieha fúzna reakcia pri nižších teplotách, ale oveľa väčšom tlaku.)

Riadenie fúznej reakcie
Pri teplote 150 miliónov °C už látka existuje len v plynnom stave, navyše atómy už netvoria jeden celok - rozpadajú sa na jadrá a voľné elektróny. Tento stav látky nazývame plazma.
Skutočnosť, že plazma je tvorená elektricky nabitými časticami umožňuje využívať magnetické polia na ich riadenie. Vhodne tvarované magnetické pole zabezpčí, že sa plazma nedotýka stien nádoby a nedochádza k jej ochladzovaniu.

Palivo fúznej reakcie
Na Zemi dokážeme vytvoriť podmienky pre fúznu reakciu deutéria s tríciom. Deutérium aj trícium sú izotopy vodíka. Deutérium má o jeden a trícium o dva neutróny viac ako jadro obyčajného vodíka. Deutérium sa nachádza vo vode. Trícium je rádioizotop s krátkym polčasom rozpadu a v prírode ho je málo Pre fúznu reakciu sa bude vyrábať z lítia priamo vo fúznej elektrárni. Lítium môžeme získavať zo zemskej kôry alebo z morí.
Oba prvky slúžiace ako palivo fúznej reakcie – deutérium aj lítium sú dostupné všade na svete v množstve postačujúcom na výrobu energie na milióny rokov.

Budúca fúzna elektráreň
Vedci z celého sveta spolupracujú na príprave budúcej fúznej elektrárne. V súčasnosti je najvýznamnejším výskumným projektom ITER, po ňom bude nasledovať DEMO - prvé fúzne zariadenie produkujúce elektrinu vo veľkom rozsahu. Prvé komerčné fúzne elektrárne začnú dodávať elektrickú energiu asi o 50 rokov. Predpokladá sa, že cena fúznej energie bude v tom čase na rovnakej úrovni, ako očakávaná cena iných čistých zdrojov energie (slnečnej, veternej a energie z biomasy).