Phản ứng tổng hợp hạt nhân đóng một vai trò quan trọng trong sự tồn tại liên tục của sự sống trên Trái đất vì nó là phương tiện sản xuất năng lượng sử dụng mặt trời. Nếu mặt trời không thể hợp nhất các nguyên tố nhẹ hơn thành các nguyên tố nặng hơn thông qua nhiệt hạch phản ứng tổng hợp xảy ra trong lõi của nó, sẽ không có ánh sáng và nhiệt truyền qua không gian đến Trái đất. Phản ứng tổng hợp hạt nhân diễn ra trong lõi của mặt trời dẫn đến nhiệt độ lõi khoảng 27 triệu độ F.
Các nhà khoa học đã có thể tạo ra phản ứng tổng hợp hạt nhân trong khoảng 60 năm. Các lò phản ứng hạt nhân có thể tạo ra năng lượng bằng phản ứng tổng hợp, thay vì bằng phương pháp dựa trên sự phân hạch hiện nay, đại diện cho việc sử dụng phản ứng tổng hợp hạt nhân một cách hòa bình. Thách thức được đặt ra là một lượng lớn năng lượng cần thiết để vượt qua lực đẩy giữa các hạt nhân mang điện tích dương. Các hạt phải được xích lại gần nhau đủ để tạo ra lực hút hạt nhân, được gọi là lực hạt nhân mạnh, thắng được lực đẩy tĩnh điện.
Một lượng năng lượng khổng lồ được giải phóng từ phản ứng nhiệt hạch vì khối lượng của nguyên tố mới hợp nhất nhỏ hơn khối lượng của nguyên tố ban đầu đi vào nó. Khối lượng không thể bị phá hủy, nó chỉ có thể được chuyển đổi thành năng lượng, và do đó khối lượng bị mất được giải phóng từ phản ứng nhiệt hạch dưới dạng năng lượng. Năng lượng giải phóng có thể được dự đoán bằng phương trình tương đương khối lượng-năng lượng của Einstein, E = mc 2 , nói rằng năng lượng giải phóng từ một khối lượng nhất định bằng lượng đó nhân với một hằng số, c < sup> 2 , là một hệ số được biểu thị bằng tốc độ ánh sáng bình phương. Đây là một con số lớn đáng kể và tương đương với lượng năng lượng khổng lồ được giải phóng từ khối lượng tương đối nhỏ chứa trong một thiết bị nhiệt hạch, chẳng hạn như bom khinh khí.
