परमाणु संलयन तारों को ऊर्जा प्रदान करता है। यह हल्की परमाणु नाभिकों के भारी नाभिकों में विलय की प्रक्रिया है, जिससे ऊर्जा उत्पन्न होती है। सूर्य के केंद्र में, हाइड्रोजन नाभिक हीलियम में परिवर्तित होते हैं, और द्रव्यमान में सूक्ष्म अंतर आइंस्टीन के समीकरण, E = mc² के अनुसार ऊर्जा में परिवर्तित हो जाता है। उस ऊर्जा को सतह तक पहुँचने में हजारों वर्ष लगते हैं, और फिर पृथ्वी तक पहुँचने में आठ मिनट लगते हैं।

संलयन के लिए अत्यंत कठिन परिस्थितियों की आवश्यकता होती है। धनात्मक आवेशित नाभिक एक दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं, इसलिए उन्हें उस प्रतिकर्षण को पार करने के लिए पर्याप्त गति से गतिमान होना चाहिए। सूर्य में, गुरुत्वाकर्षण लगभग 1.5 करोड़ केल्विन का आवश्यक दबाव और तापमान प्रदान करता है। पृथ्वी पर, वैज्ञानिक इन परिस्थितियों को पुनः उत्पन्न करने के लिए चुंबकीय परिरोधन या लेजर का उपयोग करते हैं, लेकिन चुनौतियाँ बहुत बड़ी हैं।

ऊर्जा स्रोत के रूप में संलयन में अपार संभावनाएं हैं। इसका ईंधन प्रचुर मात्रा में उपलब्ध है, विखंडन की तुलना में इसका अपशिष्ट अल्पकालिक होता है, और यह ग्रीनहाउस गैसों का उत्पादन नहीं करता है। समस्या यह है कि अभी तक किसी ने भी ऐसा संलयन रिएक्टर नहीं बनाया है जो खपत से अधिक ऊर्जा का उत्पादन करता हो। राष्ट्रीय प्रज्वलन सुविधा ने 2022 में शुद्ध ऊर्जा लाभ हासिल किया, जो एक महत्वपूर्ण उपलब्धि है, लेकिन वाणिज्यिक संलयन अभी भी दशकों दूर है।

जिस प्रक्रिया से तारे प्रकाशित होते हैं, वही प्रक्रिया एक दिन हमारे शहरों को भी रोशन कर सकती है।