O reacție de fuziune are loc atunci când nucleele se unesc într-un singur nucleu, eliberând cantități mari de energie în acest proces. În cele mai multe cazuri, temperaturile la care se întâmplă acest lucru sunt extrem de ridicate – de ordinul milioanelor de grade Celsius.
Fuziunea la rece este un termen general pentru orice reacție de fuziune nucleară care are loc substanțial sub temperaturile normale, dar este cel mai adesea folosită pentru a descrie o reacție la temperatură scăzută care poate fi realizată folosind condiții experimentale relativ normale.
Deuteriul (un izotop de hidrogen) este cel mai adesea privit ca cea mai bună sursă potențială de energie bazată pe fuziunea la rece. Este ușor disponibil, are puține deșeuri și produce cantități mari de energie. Din acest motiv, majoritatea lucrărilor efectuate în zona fuziunii la rece utilizează diverși catalizatori care vizează provocarea unei reacții la temperatură scăzută cu deuteriul.
În acest moment, nu există o tehnică consistentă pentru generarea unei reacții de fuziune la rece care să producă mai multă energie decât este necesară pentru a susține reacția.
Cercetările actuale asupra fuziunii la rece sunt în cel mai bun caz neregulate, în urma unui val de entuziasm la sfârșitul anilor 1980, care nu a reușit să iasă. Experimentele Pons-Fleishman au folosit oxid de dideuteriu (apă grea) și un aparat foarte simplu. În timp ce au creat o scurtă creștere a interesului popular, alți oameni de știință au găsit rezultatele imposibil de replicat și astfel interesul comunității științifice a scăzut rapid.
Toate tehnicile cunoscute despre care se presupune că generează exces de energie într-o reacție (care indică fuziunea la rece) par să sfideze înțelegerea actuală a fizicii nucleare. Cele două argumente principale folosite pentru a justifica reacția de fuziune la rece (paladiul ca catalizator sau fuziunea deuteriului în heliu 4) nu rezistă multă atenție: densitatea deuteriului dintr-o tijă de paladiu nu pare suficientă pentru a induce fuziunea și lipsa razelor gamma indică faptul că heliul 4 nu este produs.
În acest moment, Departamentul de Energie al SUA recomandă să nu se acorde fonduri suplimentare pentru cercetarea fuziunii la rece – cu concesii minore făcute pentru cheltuieli accidentale pentru experimente deosebit de interesante. Este considerat de către instituția științifică mainstream un obiectiv de neatins, similar unei teorii unificate a câmpului sau călătoriei în timp.