Kärnfusion är den process som kombinerar gas för att bilda helium och producerar det mesta av solens energi. Vid kärnfusion kombineras två eller flera atomkärnor för att bilda en enda tyngre kärna, vilket frigör en stor mängd energi i processen. Denna process är det som driver solen och andra stjärnor.

I solen är den vanligaste typen av kärnfusion proton-protonfusion. I denna process kombineras två protoner, som är de positivt laddade partiklarna i en atomkärna, för att bilda en deuteron, som är en kärna av tungt väte. Deuteronet kombineras sedan med en annan proton för att bilda en helium-3 kärna. Två helium-3 kärnor kombineras sedan för att bilda en helium-4 kärna, som är den mest stabila isotopen av helium.

Energin som frigörs vid kärnfusion i solen är det som förser solen med sitt ljus och värme. Solens kärna är extremt varm och tät, vilket gör att protonerna kan övervinna sin ömsesidiga avstötning och smälta samman. Denna process sker ständigt i solen, och det är det som har drivit solen i miljarder år.