Hàn nhiệt hạch là bất kỳ quá trình hàn nào trong đó sự nóng chảy được sử dụng để kết nối hai vật thể làm bằng vật liệu tương tự. Ví dụ: để sử dụng hàn nhiệt hạch để kết nối hai dây dẫn, các đầu của dây dẫn được làm nóng, và kim loại hàn được nấu chảy bằng một cái mỏ hàn để giữ các dây lại với nhau.
Hàn hợp kim hoạt động tốt để kết nối các vật dụng bằng kim loại và nhựa. Quá trình sản xuất sử dụng một số loại hàn nhiệt hạch để kết nối các vật liệu. Hàn hồ quang liên quan đến việc tạo ra một hồ quang điện để đốt nóng vật liệu đến điểm nóng chảy của chúng. Hàn nhiên liệu oxy sử dụng khí nhiên liệu kết hợp với oxy tinh khiết để tăng nhiệt. Hàn điện trở, một loại hàn nhiệt hạch được sử dụng cho các điểm và đường nối, sử dụng sự kết hợp của khoảng cách điện và lực trong một khoảng thời gian để làm tan chảy các vật liệu với nhau.