इसके व्यापक अर्थ में, एक विलय दो या अधिक तत्वों का मिलन या एकीकरण है। दूसरी ओर, परमाणु, एक नाभिक से जुड़ा होता है : किसी चीज का केंद्रीय, आवश्यक या आंतरिक भाग।

भौतिकी के क्षेत्र में परमाणु संलयन का विचार प्रकट होता है। यह उस प्रतिक्रिया को दिया गया नाम है जो तब होता है जब दो प्रकाश परमाणु नाभिक एक साथ जुड़ते हैं, एक भारी नाभिक उत्पन्न करते हैं और बड़ी मात्रा में ऊर्जा जारी करते हैं ।

इसलिए, परमाणु संलयन का अर्थ विभिन्न परमाणु नाभिकों के मिलन से है जो एक समान आवेश प्रस्तुत करते हैं। प्रक्रिया का परिणाम एक भारी कोर का गठन और ऊर्जा की रिहाई है। यह विशिष्टता परमाणु संलयन को एक प्रतिक्रिया बनाती है जो मानव को कुछ क्षेत्रों में ऊर्जा उत्पन्न करने के उद्देश्य से पैदा कर सकती है (इस मामले में, परमाणु ऊर्जा )।

यह महत्वपूर्ण है कि परमाणु संलयन के साथ परमाणु संलयन को भ्रमित न करें। जबकि संलयन में दो या अधिक प्रकाश नाभिक एकजुट होते हैं, विखंडन में न्यूट्रॉन के साथ बमबारी के माध्यम से एक भारी नाभिक का टूटना होता है। संलयन और विखंडन दोनों ऊर्जा की रिहाई का कारण बनते हैं।

तारों में प्राकृतिक रूप से नाभिकीय संलयन होता है। सौर ऊर्जा, वास्तव में, सौर मंडल के सबसे महत्वपूर्ण तारे में पाए जाने वाले हाइड्रोजन के परमाणु संलयन से उत्पन्न होती है: सूर्य।

तथाकथित हाइड्रोजन बम या एच-बम बड़े पैमाने पर विनाश का एक हथियार है जिसकी ऊर्जा ट्रिटियम और ड्यूटेरियम नाभिक ( हाइड्रोजन के दोनों समस्थानिक ) के संलयन से प्राप्त होती है, जो एक हीलियम नाभिक का उत्पादन करती है। संयुक्त राज्य अमेरिका द्वारा विकसित और आइवी माइक नाम से विकसित अपनी तरह का पहला बम अक्टूबर 1952 में एनीवेटक एटोल पर उड़ाया गया था, जो मार्शल द्वीप समूह का है ।