핵융합에너지는 원자 2개가 1개로 합쳐지며 생기는 에너지고, 중수소는 핵융합의 원료이다. 핵융합반응을 위해서는 상당한 고온이어야 해서 실용화가 어렵다.
핵융합에너지는 수소와 같은 가벼운 원자 2개가 1개의 무거운 원자로 융합되면서발생하는 에너지로서 핵융합의 원료로 쓸 수 있는 물질인 중수소는 바닷물에 0.015% 함유되어 있어 무궁무진하다 할 수 있다. 다만 핵융합반응이 이루어지기 위해서는 약 1억°C 이상의 고온을 유지해야 하는 과정 때문에 개발 및 실용화가 아직은 요원한 실정이다. 중수소 1g이 핵융합할 때 발생되는 에너지는 석탄의 2억 배(석탄 약 200톤)로 우라늄(U-235) 1g의 핵분열이 석탄의 300만 배(석유 약 3톤)인것과 비교해도 엄청난 양의 에너지를 얻을 수 있다는 것을 알 수 있다.