Processen att en atom förvandlas till en annan atom och frigör energi är kärntransmutation. Kärntransmutation är ett fenomen där atomernas kärnor omarrangeras för att bilda kärnorna i andra atomer, åtföljt av frigörandet av betydande mängder energi. Ett välkänt exempel på kärntransmutation är kärnfusion, där två mindre atomkärnor kombineras för att bilda en större atomkärna, vilket frigör en stor mängd energi. Ett annat exempel är kärnklyvning, där en enda stor atomkärna delar sig i två eller flera mindre atomkärnor, också åtföljd av frigörande av betydande energi.