La fusion et la fission sont toutes deux des réactions énergétiques qui ont lieu au niveau du noyau atomique. Les deux processus entraînent la transmutation de l'élément d'origine en un autre élément plus léger ou plus lourd, et tous deux libèrent de l'énergie à un taux prévisible. L'équation utilisée pour décrire la conversion de la matière en énergie est la même dans les deux cas : E = mc^2.
La fusion permet aux éléments légers de générer de l'énergie en se réunissant pour former un nouvel élément plus lourd. La fission restitue une partie de cette énergie lorsqu'un élément lourd se divise en éléments filles. Dans chaque cas, les deux éléments les plus légers, lorsqu'ils sont additionnés, ont une masse légèrement inférieure à celle de l'atome unique qui a démarré ou terminé le processus. Cette différence de masse entre les éléments parents et filles est ce qui est converti en énergie dans l'une ou l'autre réaction. L'énergie est libérée sous forme de rayonnement, bien que le type de rayonnement varie selon l'élément, et peut être utilisé soit pour générer de l'énergie dans le cadre d'une réaction en chaîne contrôlée, soit pour exploser avec une force considérable. Malheureusement, bien que la fission soit relativement facile à initier et à contrôler, les réactions de fusion nécessitent beaucoup d'énergie pour démarrer, ce qui a retardé le développement de réacteurs à fusion fonctionnels.
