核聚變（nuclear fusion），又稱核融合、融合反應、聚變反應或熱核反應。核聚變是指由質量小的原子，主要是指氘或氚，在一定條件下（如超高溫和高壓），發生原子核互相聚合作用，生成新的質量更重的原子核，并伴隨著巨大的能量釋放的一種核反應形式。原子核中蘊藏巨大的能量，原子核的變化（從一種原子核變化為另外一種原子核）往往伴隨著能量的釋放。科學家正在努力研究可控核聚變，核聚變可能成為未來的能量來源。核聚變燃料可來源于海水和一些輕核，所以核聚變燃料是無窮無盡的。