พลังงานฟิวชั่น (อังกฤษ: Fusion power) คือพลังงานที่เกิดจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชั่น ปฏิกิริยาชนิดนี้เกิดจากการที่นิวเคลียสของอะตอมธาตุเบาหลอมตัวเข้าด้วยกัน และได้นิวเคลียสที่หนักกว่าเดิมและมีเสถียรภาพมากขึ้น มวลของธาตุเบาที่รวมกันจะหายไปเล็กน้อยซึ่งส่วนที่หายไปนั้นเองได้เปลี่ยนแปลงเป็นพลังงานตามสมการ E = mc2 กระบวนการนี้ได้ปลดปล่อยพลังงานมหาศาลออกมา พลังงานจากดวงอาทิตย์ที่แผ่ออกไปในระบบสุริยะเกิดจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ชนิดนี้ ซึ่งต้องอาศัยความร้อนที่อุณหภูมิสูงนับล้านองศาเซลเซียส และมาจากการรวมนิวเคลียสของไฮโดรเจน 2 อะตอม ได้เป็นฮีเลียม 1 อะตอม โดยเกิดขึ้นบริเวณแกนกลางของดวงอาทิตมนุษย์พยายามที่จะสร้างพลังงานนี้โดยการรวมไฮโดรเจน 2 อะตอม (ดิวเทอเรียมกับทริเทียม)เป็นฮีเลียม 1 อะตอม โดยพลังงานต่อมวลของปฏิกิริยานี้มากกว่ากระบวนการฟิชชันมาก อีกทั้งผลิตผลจากปฏิกิริยานี้จะไม่เป็นสารกัมมันตรังสีการทดลองที่ใหญ่ที่สุดในปัจจุบันคือการทดลองที่ Joint European Torus (JET) ปี ค.ศ. 1997 JET ได้สร้างพลังงานฟิวชั่นขึ้นได้ขนาด 16.1 เมกกะวัตต์ (65% ของพลังงานที่ใส่เข้าไป) โดยที่สามารถรักษาระดับพลังงานฟิวชั่นสูงกว่า 10 เมกกะวัตต์ได้นานกว่า 0.5 วินาที