Термоядерный синтез согласуется с законом сохранения энергии (массы) следующим образом: при слиянии более простых атомов в более сложные происходит высвобождение энергии, так как «лишняя» масса протонов и нейтронов в их новом связанном состоянии оказывается ненужной и высвобождается в виде чистой энергии — в основном тепловой (кинетической энергии движения частиц). 4

Согласно закону сохранения массовой энергии, масса и энергия эквивалентны и преобразуются одна в другую. 3 Эта эквивалентность описывается формулой Эйнштейна E = mc². 3 «Недостающая» масса покоя вновь появляется в виде кинетической энергии, выделяющейся в реакции. 3

При синтезе более тяжёлых ядер энергия уже не выделяется, а поглощается, так как результат реакции оказывается тяжелее компонентов. 4