Az atommagot protonok és neutronok alkotják és az úgy nevezett magerő tartja össze őket. Erre az erőre jellemző, hogy nagyon rövid ható távolságú és nagyon erős, és töltés független az az a proton-proton között is vonzó erőként hat. A rendszám növekedésével nő az atommagban a neutronok protonokhoz viszonyított száma.

Az összetett magok tömege kisebb, mint az összetevő protonok és neutronok tömegeinek összege. Ez az úgy nevezett tömeghiány. Az összetett magból látszólag hiányzó tömeg a mag kötési energiájára jellemző. Az  összefüggés szerint ennyi energia szabadul fel akkor, ha a mag szabad nukleonokból felépül, és éppen ennyi lesz az a negatív energiaszint is, ami a maggá összeépült nukleonok szétterjedését megakadályozza.

A  szabad részecskékből való képződése együtt jár 4,52 pJ energia szétsugárzódásával.

1 mol hélium esetén:  már egész nagy energia mennyiség. Összehasonlítás képpen ennyi energiához  szenet kell elégetni. Tehát ez egy nagyon hatékony energia termelési eszköz lehetne. Most nézzük meg, milyen feltételek mellett jön létre a természetben.

A maganyagok egy nukleonra jutó kötési energiáinak a hidrogéntől a vasig terjedő intervallumban a növekvő tömegszámokhoz egyre mélyebb nukleáris potenciálvölgyek tartoznak. Azaz minél több nukleonból álló magok kovácsolódnak össze, annál több energia szétsugárzódása kísérné az ilyen folyamatokat.

A tömegszám növekedésére vezető nukleáris kölcsönhatási folyamatokat fúziós folyamatoknak nevezzük. Az ilyen folyamatok megvalósulását akadályozza a pozitív töltésű mag és pozitív töltésű proton között fellép elektromos taszítás. Így azokban az esetekben következhet be fúzió, ha a proton energiája elég nagy ahhoz, hogy az egyre növekvő taszítás ellenére az erős kölcsönhatás hatótávolságáig megközelítse a célmagot.

Ilyen események számottevő gyakoriságú bekövetkezéséhez nagyszámú protont és célmagot kellene kis térfogatba zsúfolni, és a fúzióhoz elegendő magas hőmérsékletet kellene elérni.

A Napban ahol a fúzió zajlik  nyomás és 15000000 fok van.

Földi körülmények között eddig csak hasadó atombomba közvetítésével sikerült a hidrogén-hélium termonukleáris folyamatsorozathoz szükséges több millió fokos hőmérséklet előállítása.