La fusion nucléaire : dite parfois fusion thermonucléaire, est un processus où deux noyaux atomiques s’assemblent pour former un noyau plus lourd. Cette réaction est à l’œuvre de manière naturelle dans le Soleil et la plupart des étoiles de l'univers. Les fusions nucléaires que nous pouvons observer dans le cœur des étoiles peuvent être de deux types : La chaine proton-proton, qui est à l’œuvre dans des étoiles de taille inférieures ou égales au soleil. C’est la fusion de deux atomes d’hydrogène : deux protons fusionnent pour former un noyau de deutérium : Dégagement d’énergie, de chaleur et de lumière. -L’autre type de fusion nucléaire qui s’effectue dans les étoiles est le cycle Carbone-Azote-Oxygène (cycle CNO). Le principe est le même : convertir l’hydrogène en hélium. Le cycle CNO est la source principale d’énergie dans les étoiles de masse plus élevées Chaine proton-proton : Cette réaction s’effectue extrêmement lentement et prend en moyenne plusieurs milliards d’années. C’est pour cela qu’il y a encore de l’hydrogène dans l’univers (qui reste l’élément principal dans l’univers). Si cette fusions avait été plus rapide, la quasi-totalité de l’hydrogène aurait été consumé.