人造太陽其實指的就是核聚變。如果是由氫元素這種輕元素的原子核，相互結合成為原子質量更大的較重的原子核，同時釋放出中子，產生巨大的能量。比如下面這樣的反應：D+T→He+n。其中D和T分別是氫元素的同位素“氘”和“氚”，He為氦元素，n依舊是中子，則稱為核聚變。
氫彈就是主要利用氫的同位素（氘、氚）的核聚變反應所釋放的能量來進行殺傷破壞，屬于威力強大的大規模殺傷性武器。上面的這個反應就是由氫的同位素氘（讀'刀'，又叫重氫）和氚（讀'川'，又叫超重氫）聚合成較重的原子核如氦而釋出能量。
那為什么核聚變如此危險，還會被認為將帶來新一次的能源革命呢？
因為如果核聚變一旦實現可控，那么就可以穩定地輸出能源。而且整個過程不會產生核裂變所出現的長期和高水平的核輻射，不產生核廢料，當然也不產生溫室氣體，基本不污染環境。
核聚變能利用的燃料是氘（D）和氚。氘在海水中大量存在。海水中大約每6500個氫原子中就有一個氘原子，海水中氘的總量約45萬億噸。每升海水中所含的氘完全聚變所釋放的聚變能相當于300升汽油燃料的能量。按世界消耗的能量計算，海水中氘的聚變能可用幾百億年。
在可以預見的地球上人類生存的時間內，水的氘，足以滿足人類未來幾十億年對能源的需要。從這個意義上說，地球上的聚變燃料，對于滿足未來的需要說來，是無限豐富的，聚變能源的開發，將“一勞永逸”地解決人類的能源需要，而且也將有助于改變環境污染問題。
所以，科學家們一直想要實現可控核聚變。產生可控核聚變需要的條件非常苛刻。我們的太陽就是靠核聚變反應來給太陽系帶來光和熱，其中心溫度達到1500萬攝氏度，另外還有巨大的壓力能使核聚變正常反應，而地球上沒辦法獲得巨大的壓力，只能通過提高溫度來彌補，不過這樣一來溫度要到上億度才行。核聚變如此高的溫度沒有一種固體物質能夠承受，由此產生了約束核聚變的理論，主要有兩種方法。
第一種是慣性約束核聚變是指提出發展可控核聚變，用激光或離子束作驅動源，脈沖式地提供高強度能量，均勻地作用于裝填氖氖(DT)燃料的微型球狀靶丸外殼表面，形成高溫高壓等離子體，利用反沖壓力，使靶的外殼極快地向心運動，壓縮氖氖主燃料層到每立方厘米的幾百克質量的極高密度，并使局部氖氖區域形成高溫高密度熱斑，達到點火條件，驅動脈沖寬度為納秒級，在高溫高密度熱核燃料來不及飛散之前，進行充分熱核燃燒，放出大量聚變能，從而實現可控核聚變。
而另外一種是磁約束聚變，它是指用特殊形態的磁場把氘、氚等輕原子核和自由電子組成的、處于熱核反應狀態的超高溫等離子體約束在有限的體積內，使它受控制地發生大量的原子核聚變反應，釋放出能量 。這是由蘇聯科學家塔姆和薩哈羅夫率先提出的。而我國也早在1962年東北技術物理研究所成立后，建成了一臺Z箍縮裝置、一臺角向箍縮裝置和一臺離子源，并開展了穩態磁鏡的設計。
目前，中國和美國對于可控核聚變的研究在世界前列，中國如今已經在安裝新一代“人造太陽”實驗裝置——中國環流器二號M裝置已見雛形——電子溫度將達到2億攝氏度，等離子體電流將提高到3兆安培，結構更加先進，核心材料獨一無二，裝置更加接近未來聚變堆所需要的物況、條件……
但是盡管中美在可控核聚變研究上都取得了突破，但是科學家預計2070年才會實現可控核聚變商用。
