Synteza jądrowa to reakcja łączenia się dwóch ciężkich jąder w jedno cięższe. Wydzielana jest wtedy dużo energii cieplnej i świetlnej.
Zachodzi ona:
- w wnętrzach gwiazd,
- w tokamakach (reaktorach).
Obecnie budowane są specjalne reaktory, w których zachodzą próby wywołania syntezy jądrowej.