核裂變是指一箇原子核吸收中子後分裂成兩個或多箇較小的原子核，並釋放出中子和巨大能量的過程。
這個過程可以在重原子核（如鈾或鈈）中發生，並且可以引發鏈式反應，即一箇裂變事件觸發多箇後續裂變事件。核裂變是原子彈爆炸和某些類型的核電站（如壓水堆）的工作原理。
核聚變則是輕原子核（如氫的同位素氘或氚）在極高溫度和壓力下融合成一箇更重的原子核的過程。這個過程中也會釋放出巨大的能量，是太陽發光發熱的主要方式。與核裂變不同，核聚變產生的放射性廢物較少，且原料（如海水中的氘）幾乎取之不盡，因此被視爲未來能源的一種有前途的選擇。