裂变和聚变是两种不同类型的反应，在这些反应中会释放大量的能量。尽管在裂变和聚变反应中都会释放能量，但主要区别在于，裂变是将原子分裂成两个或更小的粒子的过程，而聚变是将两个或更小的原子融合或连接起来，形成一个更大的原子。
核聚变发生在自然界，如恒星，而裂变通常不发生在自然界。裂变发生在像铀这样的重元素上，而聚变则演化出较轻的元素。
裂变和聚变在不同的条件下发生。裂变需要大的临界质量和一个缓慢的中子来启动这一过程。聚变发生在两个核子非常接近的时候。只有当它们之间的活性力能够克服束缚它们的静电力时，它们才会结合在一起。
就这两个过程的能量要求而言，裂变只需要低能量来分裂原子，而聚变只在巨大能量下发生。聚变需要巨大的能量来连接两个核子。
聚变反应被认为是更环保的核能生产方式。如果聚变反应失控，整个过程会随着冷却而自动停止，这意味着放射性活性成分不会扩散。聚变反应的最大损害只是反应附近的任何东西被汽化。但如果裂变反应失去控制，就会发生核熔化，从而导致放射性分 子离子的大量排放。
当比较这两种反应产生的放射性废物时，聚变产生的放射性废物比裂变反应产生的非常低。聚变也产生更多的能量，它可能比裂变反应大三到四倍。
尽管核聚变产生更多的能量，而且比裂变反应的危险性小，但核聚变反应堆还没有被开发出来。
裂变的发生是由于连锁反应，而聚变中没有连锁反应。在裂变中，链式反应的发生是由于中子和裂变同位素之间的相互作用。同时，聚变只在极端温度和压力下发生。
裂变反应和聚变反应之间的另一个区别是，来自裂变的能量可以控制，但在聚变中无法控制。
