概念
核聚變在一定條件下，一個氘核(由一個質子一個中子組成)和一個氚核(由一個質子和二個中子組成)會發生聚變核反應，生成一個氦核(二個質子和二個中子組成)，並放出一個中子。精密的測量表明，氦核加上一個中子的質量之和小於一個氘核與氚核反應前的質量之和，發生了明顯的質且虧損。根據著名的愛因斯坦質能公式E＝mc2 ，反應過程中出現的質量虧損轉化為巨大的能量釋放出來。
其實早在五十年代初地球上就實現了聚變核反應，這就是氫彈的爆炸。它是依靠核子彈爆炸時形成的高溫高壓，使得氫彈裡面的熱核燃料氘氚發生聚變反應，釋放巨大能量，形成強大無比的破壞力。可惜這種瞬間的猛烈爆炸無法控制。要把聚變時放出的巨大能量作為社會生產和人類生活的能源，必須對劇烈的聚變核反應加以控制，因而稱為受控核聚變。
由於受控核聚變具有原料充足、經濟性能優異、安全可靠、無環境污染等優勢，因而有望成為人類取之不盡、用之不竭的理想能源。
難度
受控核聚變技術難度極高，核聚變的條件相當苛刻，要求具有足夠高的點火溫度（幾千萬攝氏度甚至幾億攝氏度的高溫）、非常低的氣體密度（相當於常溫常壓下氣體密度的幾萬分之一），並保持溫度和密度足夠長的時間等。
人們現在還不能進行受控核聚變，這主要是因為進行核聚變需要的條件非常苛刻。發生核聚變需要在1億度的高溫下才能進行，因此又叫熱核反應。可以想像，沒有什麼材料能經受得起1億度的高溫。此外還有許多難以想像的困難需要去克服。
方式
主要受控核聚變方式有：超音波核聚變、雷射約束（慣性約束）核聚變、磁約束核聚變（托卡馬克）。
研究成果
受控核聚變受控核聚變是人類安全利用核能的終極目標。美國研究人員2014年2月12日在英國《自然》雜誌網路版上報告說，他們在受控核聚變的實驗中取得一項關鍵進展，首次在核聚變實驗“點火”時實現了能量“盈餘”。
美國利弗莫爾勞倫斯國家實驗所的研究人員報告說，他們在實驗中先將極少量的氫同位素核燃料均勻地裹在一個直徑２毫米的球狀顆粒上，核燃料的厚度僅相當於一根頭髮絲，然後將小球裝入一個微型“膠囊”。研究人員利用雷射將“膠囊”迅速加熱到比太陽還高的溫度，使其內部發生劇烈爆炸，最終釋放出的能量超出了整個實驗所投入的能量，首次在完成“點火”時實現了能量“盈餘”。
研究人員介紹說，此前的實驗中發生內爆後球狀顆粒通常會變形，降低了能量持續產生的效率，而他們取得這一新進展的關鍵在於更加精準地控制了核燃料在球狀顆粒表層的鋪設，使核聚變中產生的氦原子核可將能量再次轉移至核燃料中，引發進一步的核聚變反應，從而產生更多能量。
