Ez is egy olyan kísérleti téma, melynek ihletője a természet volt. Fúzióról valószínűleg már mindenki hallott: ilyen folyamat játszódik le a Nap belsejében. A hidrogénatommagok héliummá egyesülnek, melynek során energia szabadul fel. Ezt a folyamatot földi körülmények között is sikerült már megvalósítani: ez a hidrogénbomba. Azonban ehhez nagyon magas hőmérséklet szükséges (bár ennek ellenére kifizetődő lenne), másrészt pedig nagy méretű - az élő szervezetre káros sugárzás  kíséri.
Az anyagok egymásba való átalakulása a természetben is előfordul. 1799-ben, egy francia kémikus, Vauqelin azt vette észre mérései alapján, hogy a tyúkok kb. ötször annyi mészkövet tojnak ki tojás fomájában, mint amennyit elfogyasztanak.
1822-ben, egy angol kutató, Prout szintén foglalkozott ezzel a jelenséggel, és ő is arra a következtetésre jutőtt, melyre Vauqelin.
1831-ben, egy francia vegyész, Choubard vízitőrma magokat kezdett el vizsgálni, és arra a következtetésre jutott, hogy a csirázás után megszárított magok elégetésével nyert hamu olyan anyagokat is tartalmaz, melyek eredetileg nem voltak benne.
A hidegfúzió tulajdonképpen nem más, mint energia-előállítás hidrogénatommagok héliummá való egyesítésével alacsony hőmérsékleten. Ezt többféleképpen lehet elérni. A leglényegesebb probléma ezzel kapcsolatban abból adódik, hogy a hidrogénatommagokat olyan közelségbe kell juttatni egymáshoz képest, hogy az elektrosztatikus taszítóerőt legyőzze a magerő, és ezáltal létrejöjjön az egyesülés. Erre az a legmegfelelőbb megoldás, ha megszüntetjük a taszítóerőt, vegyis semlegesítjük a hidrogénprotonokat. Ez úgy lehetséges, ha a protonokat megfelelő számú elektron veszi körül. Erre a legmegfelelőbb megoldás, ha a protonokat egy fémkristályrályba "töltjük". Erre a célra a palládium nevű fém a legmegfelelőbb. Azonban újabb problémák merülnek fel. Egyrészt a palládium egy bizonyos potonmennyiség esetén telítetté válik, és megváltoznak fizikai tulajdonságai: rideggé, törékennyé válik. Másrészt viszont a fúzió során keletkező reakciótermék (hélium) "elfoglalja" a hidrogénprotonok helyét.
A hidegfúzióval kapcsolatos gyakorlati kísérletek elvégzése az Utah állambeli Salt Lake City-ben fekvő utahi egyetem két elektrokémikusa, Martin Fleischman és Stanley Pons nevéhez fűződik. E két kutató 1989. március 23-án sajtóértekezletet hívott össze. Kijelentették, hogy 5 éves kísérletezés után sikerült egy olyan hidegfúziós készüléket létrehozni, mely 5-ször annyi energiát termel hő formájában, mint amennyi elektromos energiát be kell fektetni a fúzióhoz, valamint a fúzió során fellépő sugárzás elhanyagolható.

Az ábrán látszik az az egyszerű elektrokémiai készülék, ami az effektus létrehozására alkalmas. A készülék lényege a rendkívül egyszerű két elektróda. Az anód (pozitív elektród) egy spirál alakú vékony platinaszál, melynek feladata az, hogy az ott kiváló oxigén maró hatásánal ellen álljon. Sokkal fontosabb a negatív elektród (katód) szerepe, hiszen ez készült palládiumból. Ez egy 1cm vastag henger alakú fémkristály.Lényeges a palládium előzetes, megfelelő hő- ill. mechanikai kezelése az eltérő kristályszerkezet, valamint a kristályban előforduló szennyezőanyagok miatt. A két kutató elektrolitként nehézvizet használt, ebbe azonban, hogy vezetőképes is legyen litium-oxid-deuterid (LiOD) nevű anyagot oldottak fel. Az eletrolitot kb. 90°C-ra melegítették fel, hogy a fúzió létrejöhessen. Az egész készüléket egy víztartélyba helyezték azért, hogy a felszabaduló hőt mérni tudják.

A hidegfúziós kísérletekben az áttörést egy kívülálló megjelenése hozta: James Patterson ipari vegyész. Mivel Patterson sokat foglalkozott palládiummal, jól ismerte annak fizikai tulajdonságait. Így ő egy olyan eljárást dolgozott ki, melynek folyamán kiküszöbölhető a palládium protonnal való megtelése. Egy 1/1000 mm vastagságú palládiumlemezt használt, melyet vékony nikkelbevonttal vont be. Így a palládiumon a telítettségének hatására létrejövő repedéseken a hidrogén nem tudott eltávozni.
Patterson másik újdonsága az volt, hogy rájött arra, hogy elektrolitképpen közönséges "csapi" víz is megfelelő.
Patterson a végén már 1kW-os többletenergiát is elő tudott állítani.

Fontos felismerés született a hidegfúzióval kapcsolatosan az olasz kutatók részéről. Rájöttek ugyanis arra, hogy, ha a palládiumcella feszültségét változtatjuk, akkor a reakciótermékként létrejövő héliumot a feszültségingadozás "kisöpri" a rendszerből, ezáltal lehetőséget ad a további fúziós folyamat működésére.

Manapság körülbelül 200-300 kutató foglalkozik világszerte a hidegfúzió kérdésével. Ugyanakkor a kutatók két táborra oszlanak a kérdéssel kapcsolatban. Ez elsősorban abból adódik, hogy még a Fleischman-Pons effektus felfedezése idején több kutató próbálta megismételni a hidegfúziós kísérletet. Azonban a palládium, mivel fizikai tulajdonságait tekintve rendkívül "kényes" anyag, sok kutatót fullasztott kudarcba. Ebből adódóan sokan elpártoltak ennek az új energianyerési módszernek a kutatásától, mondván a hidegfúziós folyamat nem valósítható meg. Ezért e téma tekinthető elhanyagoltnal, annak ellenére, hogy még nagyon sok szabadadalom vár megadásra.