Il processo con cui un atomo si trasforma in un altro atomo e rilascia energia è la trasmutazione nucleare. La trasmutazione nucleare è un fenomeno in cui i nuclei degli atomi vengono riorganizzati per formare i nuclei di altri atomi, accompagnato dal rilascio di quantità significative di energia. Un esempio ben noto di trasmutazione nucleare è la fusione nucleare, dove due nuclei atomici più piccoli si combinano per formare un nucleo atomico più grande, rilasciando una grande quantità di energia. Un altro esempio è la fissione nucleare, dove un singolo grande nucleo atomico si divide in due o più nuclei atomici più piccoli, accompagnato anche dal rilascio di una notevole energia.