核裂變與核聚變釋放能量，是以鐵-56為分界線的，鐵-56的比平均結合能最低，是所有原子核中最穩定的。
我們知道，氫彈的爆炸原理是核聚變，原子彈的爆炸原理是核裂變，核裂變與核聚變似乎是兩個相反的過程，為何都能釋放大量能量呢？
我們來想象這么一個過程，兩個天體因為萬有引力相互吸引而繞行，如果我們要把兩個天體分開，就需要借助外力的作用使其相互遠離，這個過程需要輸入能量來克服引力勢能，所以兩個天體靠得越遠引力勢能越大。
我們可以類比原子核內的情況，以氦-4為例，質子和中子通過強力結合在一起，如果我們要把原子核中的質子和中子完全分開，就需要輸入能量，說明質子和中子在完全分開的情況下，整體具有的能量更高。
反過來說，質子和中子相互結合時就會釋放能量，氫元素聚變為氦元素就屬于這種情況，由于強相互作用很強，所以強力變化導致的能量釋放也高，強力比電磁力強137倍，自然化學反應中的能量變化無法與核反應相比較。
于是核聚變就能釋放巨大的能量，但是要引發核聚變并不容易，因為強力的作用范圍非常小，原子核間必須克服質子的排斥力（電磁力），使質子間的距離達到強力作用范圍后才能結合，比較直觀的辦法就是增加原子核的撞擊速度和撞擊頻率，宏觀條件就是增加溫度和壓力。
但是隨著質子數的增加，會遇到一個大問題，就是強力的作用范圍很有限，而質子間的的電磁力還在疊加，于是隨著核子（質子和中子）數的增加，強力的作用在減弱，原子核反而變得不穩定，最后甚至無法形成穩定的原子核，其中的臨界線就是鐵-56。
于是小于鐵的原子，聚變會釋放能量，而高于鐵的原子，裂變也會釋放能量，但是重原子核內的強相互作用沒有輕原子核內的強，所以裂變釋放的能量沒有聚變高。
在物理學中，我們用結合能來表示把不同原子核分解為質子和中子時，需要輸入能量的大小，顯然核子數越多結合能也越高。
真正反應原子核穩定性的是平均結合能，也就是結合能與核子數的比值，原子核的平均結合能越高，原子核就越穩定，平均結合能越低，原子核就更容易發生聚變或者裂變，由于質量和能量是等效的，所以我們也可以用核子平均質量來描述。
平均結合能就如一個在重力作用下的小球，小球越在靠近谷底的地方越穩定，越靠近山頂越不穩定，當小球從山頂滑落到谷底時，在重力作用下勢能就會做功，在原子核中也是類似的，原子核平均核子質量降低，就會釋放能量，所以核聚變與核裂變都會釋放能量。
