Atomların enerjik birleşimi nükleer füzyon olarak bilinir. Bu süreçte, iki serbest ışık elementi, enerji salınımında yeni, daha ağır bir element oluşturmak üzere birleşir.
Füzyonun oluşturduğu yeni element, onu oluşturan iki elementin toplamından biraz daha hafif bir kütleye sahiptir. Kayıp kütle, Einstein'ın ünlü E = mc2 denklemi tarafından açıklanan ilişkide enerjiye dönüştürülür. Atomik füzyon demirden daha hafif olan tüm elementler için enerji üretir. Demir çekirdeklerinin füzyonu serbest bırakıldığından daha fazla enerji gerektirdiğinden, demir reaksiyonları sürdürülebilir değildir. Georgia Eyalet Üniversitesi'ne göre, demirden daha ağır olan elementler, fisyon olarak bilinen bir işlem olan bölünerek enerji açığa çıkarabilir.
