世界上的每一种物质都处于不稳定状态，有时会分裂或合成，变成另外的物质。由重的原子核变化为轻的原子核，称为核裂变；由较轻的原子核变化为较重的原子核，称为核聚变。核聚变和核裂变都会释放出巨大的能量。
原子弹爆炸就是核裂变，目前的核电站也是利用核裂变而发电。恒星的持续发光发热则是核聚变。太阳就是一个巨大的核聚变反应堆，它中心的温度约1500万℃，压力约300亿个大气压。在这样的高温高压下，每四个氢原予核能聚变为一个氦原子核，从而释放出巨大的能量。