Phản ứng nhiệt hạch giải phóng năng lượng gấp 3-4 lần phản ứng phân hạch. Mặc dù không có hệ thống nhiệt hạch trên Trái đất, nhưng sản lượng của mặt trời là điển hình của sản xuất năng lượng nhiệt hạch ở chỗ nó liên tục chuyển đổi đồng vị hydro thành heli, phát ra quang phổ ánh sáng và nhiệt.