核聚变反应发生在一种叫作等离子体的物质状态中。等离子体是一种由正离子和自由移动的电子组成的高温带电气体，具有不同于固体、液体和气体的独特性质。

　　为了在我们的太阳上实现聚变，原子核需要在超过1000万摄氏度的极高温度下相互碰撞，以使它们能够克服相互间的电排斥力。一旦原子核克服了这种排斥力并进入彼此非常接近的范围，它们之间的核力吸引力将超过电排斥力，从而使它们能够实现聚变。要做到这一点，众多原子核必须被约束在一个小空间内，以增加碰撞的机会。在太阳中，其巨大的引力所产生的极端压力为核聚变的发生创造了条件。

　　核聚变产生的能量非常大——是核裂变反应的四倍，而且聚变反应可以成为未来聚变动力堆的基础。各种计划要求第一代核聚变反应堆使用氘(重氢)和氚(超重氢)的混合物。理论上，只要有几克这些反应物，就有可能产生一太(万亿)焦耳的能量，这大约是发达国家的一个人在60年内所需要的能量。

　　虽然太阳的巨大引力自然会诱发核聚变，但如果没有这种力，就需要更高的温度才能发生反应。在地球上，我们需要超过1亿摄氏度的温度和强大的压力，以使氘和氚发生聚变，还需要充分的约束，使等离子体和聚变反应保持足够长的时间，以获得净功率增益，即产生的聚变功率与用于加热等离子体的功率之比率。