Fizyon ve füzyon, iki farklı nükleer reaksiyon türüdür, her biri atom çekirdeklerinin farklı şekillerde etkileşimine dayanır. Fizyon: Fizyon, bir atom çekirdeğinin parçalanmasıyla enerji açığa çıkan bir süreçtir. Genellikle ağır nükleer elementler, özellikle uranyum-235 ve plütonyum-239 gibi izotoplar, nötron bombardımanı sonucunda fisyon sürecine girerler. Bu, atom çekirdeğinin iki veya daha fazla parçaya bölünmesine ve genellikle ek nötronların ve büyük miktarda enerjinin salınmasına neden olur. Bu süreç, nükleer enerji santrallerinde ve nükleer bombalarda kullanılır. Fizyon reaksiyonları, kritik kütlenin üzerindeki bir kütleye ulaşıldığında zincirleme reaksiyonlar olarak da bilinir, çünkü her bir fizyon, yeni nötronların serbest bırakılmasına ve bunların diğer çekirdeklerin fisyonunu tetiklemesine neden olabilir.
Füzyon: Füzyon, hafif atom çekirdeklerinin bir araya gelerek daha ağır bir çekirdek oluşturduğu ve bu süreç sırasında büyük miktarda enerji salınan bir süreçtir. Güneş ve yıldızlar, içlerinde devam eden bir füzyon reaksiyonu sayesinde enerji üretirler. Tipik bir füzyon reaksiyonunda, hidrojen çekirdekleri (protonlar) birleşerek helyum çekirdeği oluşturur ve bu sırada büyük miktarda enerji açığa çıkar. Füzyon, yüksek sıcaklık ve basınç gerektirir ve genellikle plazma adı verilen dördüncü halde gerçekleşir. Dünya üzerinde kontrol edilen füzyon reaksiyonları henüz ticari ölçekte gerçekleştirilememiştir, ancak termal nükleer füzyon potansiyel olarak temiz ve sınırsız bir enerji kaynağı olabilir. Bu nedenle, bilim insanları ve mühendisler, güneş gibi füzyon enerjisi kaynaklarını kullanarak enerji üretme konusunda araştırmalar yapmaktadırlar.