레이저 광선 등을 사용해서 핵융합을 일으키는 새로운 방식의 원자로. 원자로에는 핵분열을 이용하는 것과 핵융합을 이용하는 것이 있다. 핵융합로는 수소나 헬륨 등의 원자핵을 충돌시켜 보다 무거운 원자핵으로 융합할 때 생기는 막대한 에너지를 발전(發電)에 이용하는 것이며 이를 위해서는 원자 속에서 원자핵과 전자(電子)가 분리되어 가스가 된 상태(플라스마)를 초고온밀도에서 일정한 시간 동안 가두어 둘 필요가 있다. 이 플라스마를 가두어 두는 방법에는 두 가지가 있는데, 그 하나는 자기장을 사용하는 방식(자기장봉입 핵융합로)이고, 또 하나는 레이저 광선이나 전자빔·중(重)이온빔을 사용하는 관성봉입방식을 생각 할 수 있다. 관성봉입 핵융합로에서 가장 유명한 레이저 핵융합의 경우 고에너지인 이산화탄소 또는 유리 레이저파(波)를 중수소(重水素)와 3중수소로 된 고체연료에 조사(照射)한다. 고체연료의 중심부가 핵융합 온도까지 가열되고 작은 영역이 점화되어 핵융합 반응이 일어나게 된다. 이러한 방식의 핵융합 연구는 자기장 봉입방식에 비해 새로우며, 1970년경부터 본격화되었다. 세계적으로는 미국의 로스알라 모스 연구소가 가장 앞서 있으며, 각국에서 이에 대한 연구·개발이 적극적으로 추진되고 있다.