Zimna fuzja () – nazwa hipotetycznej metody fuzji jąder atomowych, którą dałoby się przeprowadzić w temperaturze znacznie niższej niż dla znanych obecnie reakcji termojądrowych.
Fuzja dwóch dowolnych jąder atomowych zachodzi, gdy mają one energię wystarczającą do pokonania odpychania elektrostatycznego protonów między jądrami i przybliżenia na odległość, w której krótkozasięgowe silne oddziaływania jądrowe przeważą odpychanie.
Obliczenia i dotychczasowe eksperymenty wskazują, że energia potrzebna do tego odpowiada temperaturze rzędu milionów kelwinów. Każda metoda, która doprowadziłaby do fuzji jąder w znacznie niższych temperaturach i nie za pomocą zderzania jąder przyspieszanych w akceleratorach, byłaby uznana za „zimną”.
Metody chemiczne Elektrolityczna 23 marca 1989 roku Stanley Pons z University of Utah i Martin Fleischmann z University of Southampton ogłosili, że wynaleźli prostą metodę wykonania zimnej fuzji atomów deuteru poprzez elektrolizę ciężkiej wody z użyciem porowatej elektrody palladowej. Po pierwszych entuzjastycznych recenzjach i ogłaszaniu podobnych wyników w innych laboratoriach, dokładne testy przeprowadzone w kilkudziesięciu ośrodkach naukowych na świecie zaprzeczyły tezie, że w takich warunkach istotnie dochodzi do zimnej fuzji.