พลังงานฟิวชั่น (อังกฤษ: Fusion power) คือพลังงานที่เกิดจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชั่น ปฏิกิริยาชนิดนี้เกิดจากการที่นิวเคลียสของอะตอมมวลเบาของธาตุหลอมตัวเข้าด้วยกัน และได้นิวเคลียสที่หนักกว่าเดิมและมีเสถียรภาพมากขึ้น กระบวนการนี้ได้ปลดปล่อยพลังงานมหาศาลออกมา
เชื่อกันว่าพลังงานจากดวงอาทิตย์ที่แผ่ออกไปในระบบสุริยะเกิดจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ชนิดนี้ ซึ่งต้องอาศัยความร้อนที่อุณหภูมิสูงนับล้านองศาเซลเซียส และมาจากการรวมนิวเคลียสของไฮโดรเจน 4 อะตอม ได้เป็นฮีเลียม 1 อะตอม โดยเกิดขึ้นบริเวณผิวรอบนอกของดวงอาทิตย์
มนุษย์พยายามที่จะสร้างพลังงานนี้โดยรวมดิวเทอเรียม (deuterium) 2 อะตอมเป็นไฮโดรเจน 1 อะตอม โดยพลังงานต่อมวลของปฏิกิริยานี้มากกว่ากระบวนการฟิชชันมาก อีกทั้งผลิตผลจากปฏิกิริยานี้จะไม่เป็นสารกัมมันตรังสี
การทดลองที่ใหญ่ที่สุดในปัจจุบันคือการทดลองที่ Joint European Torus (JET) ปี ค.ศ. 1997 JET ได้สร้างพลังงานฟิวชั่นขึ้นได้ขนาด 16.1 เมกกะวัตต์ (65% ของพลังงานที่ใส่เข้าไป) โดยที่สามารถรักษาระดับพลังงานฟิวชั่นสูงกว่า 10 เมกกะวัตต์ได้นานกว่า 0.5 วินาที
