在极高温度下轻原子核*聚变的过程。当温度足够高时，聚变过程能够自动持续进行，并放出巨大能量。使氘核同氚核实现自持热核反应，需要5 000万开以上的高温，而氘核同氘核则需要几亿开。已实现的人工热核反应是氢弹的爆炸，它利用铀（²³⁵U）或钚(²³⁹Pu)在裂变时发生的爆炸造成极高温度，从而使周围的轻原子核发生剧烈而不可控制的聚变反应。可控制的热核反应尚未实现，关键在于如何使*等离子体达到所需的极高温度并稳定足够长的时间。一旦研究成功，人类将从海水中的重氢（氘）获得无限丰富的新能源。