ปฏิกิริยานิวเคลียร์คือปฏิกิริยาที่นิวเคลียสของอะตอมชนิดเดียวกันเกิดการชนกันเอง หรือนิวเคลียสของอะตอมหนึ่งตัวเกิดการชนกันกับอนุภาคย่อยของอีกอะตอมหนึ่ง เมื่อเกิดการชนกันแล้วทำให้เกิดนิวเคลียสใหม่หนึ่งตัวหรือมากกว่าหนึ่งตัว โดยนิวเคลียสที่เกิดใหม่ต้องมีจำนวนโปรตอน นิวตรอนที่เปลี่ยนแปลงไปจากนิวเคลียสเดิม
ปฏิกิริยานิวเคลียร์คือการที่นิวเคลียสของอะตอมชนิดเดียวกัน 2 ตัวขึ้นไปหรือเป็นปฏิกิริยาที่นิวเคลียสของอะตอมถูกชนด้วยอนุภาคย่อยจากภายนอก แล้วทำให้เกิดนิวเคลียสใหม่ที่มีการเปลี่ยนแปลงขององค์ประกอบหรือระดับพลังงาน หรืออีกนัยหนึ่งคือนิวเคลียสที่เกิดขึ้นใหม่นี้มีการเปลี่ยนแปลงของอนุภาคภายในนิวเคลียส คือการเพิ่มหรือลดจำนวนโปรตอนและนิวตรอนนั่นเอง ปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่ทำให้เกิดนิวเคลียสใหม่ขึ้นมา แต่ในสมการของปฏิกิริยานิวเคลียร์นั้น ผลรวมของเลขอะตอมก่อนปฏิกิริยานิวเคลียร์จะต้องเท่ากับผลรวมของเลขอะตอมหลังเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์เสมอ นอกจากผลรวมของเลขอะตอมแล้ว ผลรวมของเลขมวลก่อนปฏิกิริยานิวเคลียร์ก็ต้องเท่ากับผลรวมของปฏิกิริยานิวเคลียร์ด้วยเช่นกัน จากข้อมูลผลรวมของเลขอะตอมและเลขมวลทำให้เราทราบว่าประจุไฟฟ้าในการเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์นั้นจะมีค่าคงที่เสมอ และจำนวนของนิวคลีออน ( จำนวนโปรตอนรวมกับจำนวนนิวตรอน) มีค่าคงตัวด้วยเช่นกัน ปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่พบมีมากมายหลายปฏิกิริยาด้วยกัน แต่ที่เราพูดถึงและนำมาทำการศึกษากันมาคือ ปฏิกิริยาฟิชชั่น ( Fission Process) และ ปฏิกิริยาฟิวชั่น ( Fusion Process) โดยเราสามารถอธิบายปฏิกิริยาทั้ง 2 แบบได้ดังนี้
ปฏิกิริยาฟิชชั่น ( Fission Process) – คือ ปฏิกิริยาที่อะตอมของธาตุที่มีขนาดใหญ่เกิดการแตกตัวเป็นอะตอมของธาตุที่มีขนาดเล็ก 2 อะตอม ซึ่งในกระบวนการของปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นจะมีการคายพลังงานออกมาด้วย
ปฏิกิริยาฟิวชั่น ( Fusion Process) – คือปฏิกิริยาที่ตรงกันข้ามกับปฏิกิริยาฟิชชั่น นั่นคือ เป็นปฏิกิริยาที่อะตอมของธาตุที่มีขนาดเล็กหรือมีธาตุที่มีน้ำหนักเบาสองอะตอมเกิดการรวมตัวกันอะตอมที่มีขนาดใหญ่ขึ้น ปฏิกิริยาฟิวชั่นนี้จะมีการคายพลังงานหรือดูดพลังงานก็ได้
การหาว่าเป็นการดูดหรือคายพลังงานนั้น หาได้จากการคำนวณผลต่างของมวลรวมก่อนทำปฏิกิริยากับหลังทำปฏิกิริยาคูณด้วย 931 โดยมวลที่นำมาคิดต้องอยู่ในหน่วย AMU และพลังงานที่ได้จะออกมาในหน่วย MeV
จากที่ได้กล่าวว่าปฏิกิริยานิวเคลียร์เป็นปฏิกิริยานิวเคลียร์คือการที่นิวเคลียสของอะตอมชนิดเดียวกัน 2 ตัวขึ้นไปหรือเป็นปฏิกิริยาที่นิวเคลียสของอะตอมถูกชนด้วยอนุภาคย่อยจากภายนอก แล้วทำให้เกิดนิวเคลียสใหม่ที่มีการเปลี่ยนแปลงขององค์ประกอบหรือระดับพลังงาน แต่ถ้ามีการชนกันของนิวเคลียสหรือนิวเคลียสชนกับอนุภาคย่อยแล้ว นิวเคลียสที่เกิดขึ้นใหม่ไม่มีการเปลี่ยนแปลงของโปรตอน และนิวตรอนแสดงว่าเป็นการกระเจิงของนิวเคลียส ไม่ใช่ปฏิกิริยานิวเคลียร์ ซึ่งสิ่งเหล่านี้สามารถอธิบายได้อย่างละเอียดและเข้าใจง่าย