Den höga temperaturen krävs för att övervinna den energibarriär (Coulomb-barriären) som normalt hindrar kärnor från att komma nära varandra. Termonukleära reaktioner förekommer i stjärnor, t.ex. solen, där väte omvandlas till helium under energiutveckling. De kan också åstadkommas i fusionsexperiment (se fusion). Den viktigaste reaktionen i det sammanhanget är D–T-reaktionen, där