1950 के दशक से हाइड्रोजन के संलयन के माध्यम से ऊर्जा उत्पादन के विकल्प की जांच की जा रही है। ईंधन को प्रज्वलित करने के लिए आवश्यक तापमान बहुत अधिक होता है, इतना कि कोई भी सामग्री इसे सहन नहीं कर सकती है, इसलिए इसे ऐसे तरीक़े से सीमा-बद्ध करना चाहिए, जिसमें किसी सामग्री का प्रयोग ना करना पड़े। चुंबकीय और जड़त्वीय कारावास इस क्षेत्र में मुख्य विकल्प हैं ( Cadarache, Inertial confinement fusion )। दोनों ही 21 वीं सदी के शुरुआती वर्षों में गर्म अनुसंधान विषय हैं। 

संलयन शक्ति (fusion power) वह प्रक्रिया है, जिससे सूर्य और अन्य तारे चलते है। यह हाइड्रोजन या हीलियम के समस्थानिकों के नाभिक को बनाकर बड़ी मात्रा में ऊष्मा उत्पन्न करती है, जो समुद्री जल से प्राप्त हो सकती है। इस ताप का सैद्धांतिक तौर पर विद्युत उत्पादन के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। संलयन को बनाए रखने के लिए आवश्यक तापमान और दबाव इसे नियंत्रित करने के लिए एक बहुत कठिन प्रक्रिया बनाते हैं। संलयन कम प्रदूषण के साथ, बड़ी मात्रा में ऊर्जा की आपूर्ति करने में (सैद्धांतिक रूप से) सक्षम है। अपर्याप्त शोध के कारण पिछले 20 से संलयन अनुसंधान में प्रगति रुकी पड़ी है। 

अक्षय संसाधन
परमाणु ईंधन
परमाणु संलयन
परमाणु ऊर्जा