Има два начина, по които учените понастоящем се опитват да впрегнат на работа ядрения синтез тук, на Земята. И двата обаче се оказват много по-трудни за разработване; отколкото се очаква.
Първият метод се нарича „инерциално ограничаване“. Той използва най-мощните лазери на Земята, за да създадат парче от Слънцето в лабораторни условия. Един неодимиев стъклен твърдотелен лазер е напълно способен да удвои набъбващите температури, които се срещат само в ядрото на една звезда. Тези лазерни системи имат размера на голяма фабрика и съдържат батарея от лазери, които изстрелват серия от успоредни лазерни лъчи по дълъг тунел. Високоенергийните лазерни лъчи след това се удрят в серия от малки огледала, подредени около сфера. Огледалата фокусират лазерните лъчи по еднакъв начин върху съвсем малко, богато на водород топче (направено от вещества като литиевия деутерид — активното вещество в една водородна бомба). Топчето обикновено е голямо колкото главата на топлийка и тежи само 10 милиграма.
Взривът на лазерната светлина изпепелява повърхността на топчето, принуждавайки я да се изпари и да сгъсти топчето. Докато топчето се сплесква, бива създадена шокова вълна, която достига ядрото на топчето и довежда до покачване на температурите с милиони градуси, което е достатъчно за преобразуването на водородните ядра в хелий чрез ядрен синтез. Температурите и наляганията са толкова астрономически, че бива спазен „критерият на Лосън“ — същият критерий, който се спазва във водородните бомби и в ядрото на звездите. (Критерият на Лосън гласи, че трябва да се поддържа специфична гама от температури, плътност и време на ограничаване, за да се отприщи процесът на ядрен синтез в една водородна бомба, в звезда или в ядрено-синтезна машина.)
По време на инерциалния ограничителен процес се отделят огромни количества енергия, включително неутрони. (Литиевият деутерид може да достига температури от 100 милиона градуса по Целзий и плътност, която е двадесет пъти по-голяма от тази на графита.) След това от топчето избухват неутрони, които се удрят в сферичния горен пласт, образуван от материала, обграждащ камерата, и този слой се нагорещява. После нагорещеният горен пласт нагорещява водата и парата може да се използва за захранване на турбина и за производство на електричество.
Проблемът обаче се крие във възможността за равномерно фокусиране на подобна интензивна енергия върху едно съвсем малко сферично топче. Първият сериозен опит за създаването на лазерен ядрен синтез бил лазерът „Шива“ — двадесетлъчева лазерна система, изградена в Националната лаборатория „Лорънс Ливърмор“ (LLNL) в Калифорния, която започнала работа през 1978 година. (Шива е индийски многорък бог и богиня, имитиран при конструирането на лазерната система.) Действието на лазерната система „Шива“ било разочароващо, но се оказало достатъчно, за да докаже, че лазерният ядрен синтез е осъществим в техническо отношение. След това лазерната система „Шива“ е заменена от лазера „Нова“, чиято енергия била десет пъти по-голяма от тази на „Шива“. Но лазерът „Нова“ също не успял да осъществи правилно запалване на топчето. Независимо от това той прокарал пътя за сегашните изследвания в Националното запалително съоръжение (NIF), чието изграждане започнало през 1997 г. в LLNL.
NIF е чудовищна машина, която се състои от батарея от 192 лазерни лъча с огромната мощност от 700 трилиона вата енергия (мощността на около 700 000 големи термоядрени инсталации, концентрирана в едно-единствено избухване на енергия.) Това е лазерна система, последна дума на техниката, чието предназначение е да постигне пълното запалване на богати на водород топчета. (Критиците са изтъквали нейното очевидно предназначение за военни цели, тъй като тя може да симулира детонацията на водородна бомба и да направи възможно създаването на ново ядрено оръжие — чиста ядрено-синтезна бомба, която не се нуждае от уранова или плутониева атомна бомба за стартиране на процеса на ядрен синтез.)