1960年代から始まった核融合エンジンの研究は、星間飛行に新たな希望をもたらした。これらのエンジンは磁気または慣性閉じ込め方式で動作し、3,500 km/sから7,800 km/sの速度を達成できる。しかし、プロキシマbに到達するには依然として約130年かかる。

核融合エンジンは、推進力として10,000秒から1,000,000秒の範囲の比推力（Isp）を提供できる。これは、98,067 m/sから9,806,650 m/sの排気速度を意味する。この速度で、プロキシマ・ケンタウリに130年以内に到達できる。しかし、この技術のコストと実用性は依然として大きな課題を提示している。

バッサード・ラムジェットやプロジェクト・ダイダロスのようなプロジェクトは、核融合エンジンの可能性を示している。しかし、これらのプロジェクトの多くは依然として理論段階であり、実用化にはさらに研究が必要である。