近年來，「人造太陽」一直以來都是人們非常關心的熱點話題，其原理就是利用人工的手段，通過特殊的反應裝置，來模擬太陽內部的核聚變反應，達到輸出能量大於輸入能量的目的，從而可以為人類生產生活提供更加豐富和更加清潔的能源，在一定程度上能夠緩解能源危機問題。
從「人造太陽」的模擬原理我們可以看出，這是一種在人工創造的環境下實現的可控核聚變，其所需要的最重要的一個因素就是創造非常高的溫度，推動核聚變的正常穩定和高效運行，從我國「人造太陽」的研究進展來看，我們目前已經實現了裝置內部在1億攝氏度高溫環境下等離子體的穩定運行，將下來還將要突破3億攝氏度的反應溫度，我國的研究進展已經在國際上遙遙領先。在這裡，有的朋友不禁要問了，太陽內部的溫度只有1500萬攝氏度，為何就能激發核聚變反應呢？
很多朋友估計對氫彈爆炸印象深刻，瞬間就會向外界釋放巨量的能量，隨著爆炸產生的衝擊波對周圍區域的殺傷力無比巨大。其實氫彈爆炸的過程主要包括兩個階段，前一階段包含著原子彈爆炸的過程，即利用鈾235等重元素核裂變產生巨大能量。後一階段則是利用原子彈爆炸產生的能量，使氫彈中的氫同位素氘和氚在高達1億攝氏度的環境下，發生核聚變反應，生成氦4原子核，同時釋放更大的能量。作為核聚變反應條件最低的氫，在現有人工控制下至少得需要1億攝氏度的高溫，這一點與「人造太陽」原理基本相似。從最簡單的角度來考慮，之所以需要1億攝氏度的高溫，主要原因在於我們在人工控制下，雖然模擬的是太陽內部的核聚變反應，但是無論是參與反應的原材料數量還是壓力方面，都遠遠達不到太陽內部的水平，要填平這些差距，就必須通過提升溫度來解決了。
眾所周知，我們太陽系的絕對老大－太陽，其誕生歷程與其它恆星一樣，都是來源於上一任大質量恆星通過超新星爆發所釋放的巨量星雲物質，在長期引力擾動的作用下，這些星雲物質逐漸在某個核心區域上聚集，使得這個核心區域的質量越來越大，從而吸引更多的星雲物質向內部發生坍縮。在此過程中，原有星雲物質所具有的引力勢能一部分就會轉化為核心區域的熱能，另一方面在星際物質坍縮過程中，大量氣體分子和塵埃相互碰撞和摩擦，也逐漸提升了核心區域的溫度。在以上兩種因素的作用下，逐漸形成了太陽的原始「胚胎」，隨著吸聚物質的越來越多，「太陽胚胎」的溫度和壓力逐漸提升，待達到可以激發核聚變的臨界條件時，其溫度可以達到1000萬攝氏度，壓力可以達到200萬個標準大氣壓。
從常規的物理學角度來看，在1000萬攝氏度、200萬個大氣壓之下並不能真正達到氫核聚變的條件。因為太陽內部的高溫和高壓，雖然可以使自由原子以非常高的速度進行碰撞，但是這個高速度還不能達到突破兩個原子的庫侖勢壘的地步。但是不要忘了，此時太陽內部的組成物質，並不是我們在宏觀世界中看到的固、液、氣這3種基本相態的任何一種，在太陽內部的高溫高壓環境下，所有原子都被電離，形成由自由原子和自由電子所組成的等離子狀態。這些自由粒子在太陽內部會通過量子微觀世界中的一種現象－量子隧穿效應，來推動氫核聚變的產生。
量子隧穿效應簡單來說，就是在微觀量子領域，通過質子的不確定性運動，有一定的機率突破原子核之間庫侖力的排斥作用，從而進入到其它原子核的內部，與另外的質子聚合形成新的原子核，從而激發核聚變反應。但是，這種自由原子發生量子隧穿的比例，在太陽內部仍然是非常低的，幸好太陽在誕生過程中所吸聚的原材料非常多，可以保證在很低的量子隧穿比例下，能夠有效維持核聚變的穩定運行。
也就是說由4個氫原子核最終通過質子－質子鏈式反應，聚變形成一個氦4原子核，同時釋放出一定的伽馬光子、中微子以及部分能量。在這一點上，太陽內部的核聚變過程，要比氫彈爆炸以及「人造太陽」複雜一些，因為直接是從4個氫原子作為起點，而不是像氫彈爆炸以及「人造太陽」那樣是以氫的同位素氘和氚為起點。
通過以上的分析我們可以看出，太陽內部的高溫和高壓環境，為量子隧穿效應的發生提供了基礎條件，在較低的發生比例之下通過數量取勝，從而形成了這種比較「溫和」的核聚變過程，繼而有效確保了太陽可以源源不斷地向外界釋放著光和熱的終極目標。從某種意義上來說，太陽內部的高溫，並不是核聚變形成的，而是由物質坍縮所引發的，並且由核聚變釋放的能量所維持著。而微觀世界中量子隧穿效應的發生比率，將會隨著恆星核心區域溫度和壓力的提升而增加，這也是為什麼越是質量大的恆星，其內核發生核聚變反應的程度越劇烈、恆星壽命也越短的重要原因。