氦-3 和氢-2（就是氘）聚变生成氦-4和质子（就是氢）。
只要温度足够高，任何两种比铁轻的原子之间都可以发生聚变反应，其中又以氢-3和氢-2 之间的聚变需要的条件最低，只需要数千万度的温度，但是氢-3是半衰期为12.4年的放射性元素，自然界并不存在氢-3。退而求其次，氦-3和氢-2之间的聚变反应也只需要一亿度左右的温度，其他聚变反应（例如氘氘聚变）需要的温度至少一亿度以上。
现在的托卡马克装置都是针对这两种最容易实现的聚变反应设计的，也就是说它们能提供的温度只能保证长时间发生这两种聚变反应，预计本世纪中叶有望投入商业化。
