氢核燃料，即聚变核燃料，聚变核燃料包括氘、氚及氦-3等。

尽管还有众多核素之间也能发生核聚变，但因为原子核所带电荷越多则需要更高的温度引发核聚变，所以仅有质量最轻的几种核素才被视为聚变核燃料。虽然核聚变的能量密度甚至比核裂变的还高，且人们已经制造出可以维持数分钟的核聚变反应堆，但将聚变核燃料用作为能源仍只在理论上可行。