Perché la fusione avvenga, i nuclei degli atomi devono essere fatti avvicinare nonostante la forza di repulsione elettrica che tende a respingerli gli uni dagli altri, e sono quindi necessarie temperature elevatissime, milioni di gradi centigradi. La fusione nucleare avviene normalmente nel nucleo delle stelle, compreso il Sole, dove tali condizioni sono normali. A causa di queste difficoltà, al giorno d'oggi l'uomo non è ancora riuscito a far avvenire la fusione in modo controllato e affidabile se non per qualche decina di secondi (quello incontrollato esiste: la bomba termonucleare).Un modo per contenere il plasma a milioni di gradi, derivante della fusione dei nuclei d'idrogeno, sarebbe quella di inserire il plasma in un enorme campo magnetico facendo "fluttuare" il plasma senza che esso tocchi alcun materiale, purtroppo questo campo magnetico richiederebbe un enorme quantità di energia elettrica, per alimentarsi, quasi superiore all'energia ricavata dalla fusione stessa. Per questo la fusione nucleare non è stata ancora sviluppata sulla terra.Gli esperimenti odierni si concentrano sulla fusione di alcuni isotopi dell'idrogeno, il deuterio e il trizio, che fondono con maggiore facilità rispetto all'idrogeno comune prozio.

Negli ultimi sessant'anni è stato profuso un notevole sforzo teorico e sperimentale per mettere a punto la fusione nucleare: al momento il progetto più avanzato volto alla realizzazione di energia elettrica da fusione è ITER^[6], un reattore a fusione termonucleare attualmente in fase di costruzione. Gli addetti ai lavori prevedono che la realizzazione di un reattore a fusione operativo destinato alla produzione di massa di energia richiederà ancora pochi decenni:^[7] DEMO è il prototipo di questo tipo di centrale, in fase di studio dagli stessi partecipanti al progetto ITER.