一、原理不同。

聚變是將兩個較輕的核結合而形成一個較重的核和一個很輕的核（或粒子）的一種核反應形式。在此過程中，物質沒有守恆，因為有一部分正在聚變的原子核的物質被轉化為光子（能量）。核聚變是給活躍的或“主序的”恆星提供能量的過程。

裂變一個重原子核分裂成為兩個 (或多個) 中等質量碎片的現象。由於重核的不穩定性,裂變現象可以自發地發生,稱之為自發裂變,但概率很小,在實際中遇到的是重核在外來粒子 (一般為中子) 轟擊下產生的裂變,稱之為感生裂變。

二、反應釋放能量不同。

聚變釋放的能量非常大。裂變釋放能量巨大，但是遠遠小於聚變。

三、對環境影響大小不同。

變堆的核燃料蘊藏極為有限，不僅產生強大的輻射，傷害人體，而且遺害千年的廢料也很難處理，對環境汙染很大。核聚變的輻射則少得多，核聚變的燃料可以說是取之不盡，用之不竭。

裂變和聚變是兩種不同類型的反應，在這些反應中會釋放大量的能量。儘管在裂變和聚變反應中都會釋放能量，但主要區別在於，裂變是將原子分裂成兩個或更小的粒子的過程，而聚變是將兩個或更小的原子融合或連接起來，形成一個更大的原子。

核聚變發生在自然界，如恆星，而裂變通常不發生在自然界。裂變發生在像鈾這樣的重元素上，而聚變則演化出較輕的元素。

裂變和聚變在不同的條件下發生。裂變需要大的臨界質量和一個緩慢的中子來啟動這一過程。聚變發生在兩個核子非常接近的時候。只有當它們之間的活性力能夠克服束縛它們的靜電力時，它們才會結合在一起。

就這兩個過程的能量要求而言，裂變只需要低能量來分裂原子，而聚變只在巨大能量下發生。聚變需要巨大的能量來連接兩個核子。

聚變反應被認為是更環保的核能生產方式。如果聚變反應失控，整個過程會隨著冷卻而自動停止，這意味著放射性活性成分不會擴散。聚變反應的最大損害只是反應附近的任何東西被汽化。但如果裂變反應失去控制，就會發生核熔化，從而導致放射性分 子離子的大量排放。

當比較這兩種反應產生的放射性廢物時，聚變產生的放射性廢物比裂變反應產生的非常低。聚變也產生更多的能量，它可能比裂變反應大三到四倍。

儘管核聚變產生更多的能量，而且比裂變反應的危險性小，但核聚變反應堆還沒有被開發出來。

裂變的發生是由於連鎖反應，而聚變中沒有連鎖反應。在裂變中，鏈式反應的發生是由於中子和裂變同位素之間的相互作用。同時，聚變只在極端溫度和壓力下發生。

裂變反應和聚變反應之間的另一個區別是，來自裂變的能量可以控制，但在聚變中無法控制。