termobranduolnės reãkcijos, lengvųjų atomų branduolių branduolinės reakcijos, vykstančios labai aukštoje (aukštesnėje kaip 107 K) temperatūroje. Dažniausiai tai branduolių sintezės reakcijos, kurių metu išsiskiria apie 6–7 MeV energijos, tenkančios kiekvienam nukleonui. Termobranduolinių reakcijų metu susidarančių branduolių rimties masė yra mažesnė negu branduolių rimties masė prieš susijungimą – dėl to išsiskiria energija. Branduoliams suartėti ir susijungti kliudo elektrostatinės stūmos jėgos. Dėl šių jėgų atsiradęs potencialo barjeras (vadinamas Coulombo barjeru) net lengviausiems branduoliams yra labai aukštas (pvz., kai atominis skaičius Z = 1, apie 200 keV; tai atitinka 2·109 K temperatūrą). Susiduriančių branduolių energija dažniausiai daug mažesnė už potencialo barjerą, bet pro jį gali prasiskverbti dėl tunelinio reiškinio. Kylant temperatūrai didėja šio prasiskverbimo tikimybė ir termobranduolinės reakcijos efektyvusis skerspjūvis. Gamtinės termobranduolinės reakcijos vyksta žvaigždžių gelmėse ir yra svarbiausias jų energijos šaltinis. Joms vykstant energija išsiskiria per vandenilio arba protonų bei anglies, azoto ir deguonies ciklus (vandenilio virtimo heliu termobranduolinių reakcijų sekas), Žvaigždžių milžinių gelmėse, kur temperatūra ir tankis daug didesni, o dauguma protonų išeikvota, galimi ir kitokie, pvz., helio, neono ciklai. Per juos susidaro sunkesni branduoliai. Tokių ciklų metu, kartu vykstant ir neutronų sukeliamoms branduolinėms reakcijoms, susidaro įvairiausių cheminių elementų atomų branduolių (vyksta elementų nukleogenezė). Sukeliant dirbtines termobranduolines reakcijas naudojamasi vandenilio izotopais. Nevaldomosios termobranduolinės reakcijos vyksta sprogus termobranduolinei bombai. Norint termobranduolines reakcijas naudoti taikiems tikslams reikia sukurti valdomąją termobranduolinę reakciją. Termobranduolinių reakcijų tyrimai svarbūs astrofizikai, taikomajai branduolio fizikai, branduolinei energetikai. Termobranduolinės reakcijos naudojamos kaip greitųjų neutronų šaltinis.
1238