La energía de enlace por nucleón es la energía media necesaria para extraer un nucleón (protón o neutrón) del núcleo, o equivalentemente, la energía liberada por cada nucleón cuando se forma el núcleo a partir de nucleones separados. Es un indicador clave de la estabilidad nuclear. Su dependencia con el número másico ($A$) sigue una curva característica:Para núcleos ligeros (bajo $A$), la energía de enlace por nucleón aumenta rápidamente. Esto se debe a que a medida que se añaden más nucleones, la fuerza nuclear fuerte (atractiva y de corto alcance) se hace más efectiva, superando la repulsión electrostática entre los protones. Cada nucleón adicional interactúa con un número creciente de otros nucleones, contribuyendo a una mayor energía de enlace por nucleón.La energía de enlace por nucleón alcanza un valor máximo alrededor de los núcleos con $A \approx 50-60$, siendo el $\ce{^{56}Fe}$ (hierro-56) uno de los núcleos más estables, con aproximadamente $8,8 \text{ MeV}$ por nucleón.Para núcleos más pesados (alto $A$), la energía de enlace por nucleón disminuye lentamente. Esto se debe a dos factores principales:1. Saturación de la fuerza nuclear fuerte: Cada nucleón solo interactúa con sus vecinos más cercanos. Al aumentar el tamaño del núcleo, los nucleones en el interior no interactúan con más nucleones, por lo que la contribución adicional de la fuerza nuclear fuerte por nucleón se estabiliza. En contraste, los nucleones de la superficie tienen menos vecinos.2. Repulsión electrostática: La fuerza de repulsión eléctrica entre los protones es de largo alcance. A medida que aumenta el número de protones en núcleos grandes, la repulsión electrostática acumulada entre ellos aumenta más rápidamente que la contribución de la fuerza nuclear atractiva, lo que lleva a una disminución neta de la energía de enlace por nucleón y a una menor estabilidad de estos núcleos.

La energía de enlace por nucleón es una medida directa de la estabilidad del núcleo. Un valor más alto de la energía de enlace por nucleón indica que se requiere más energía para separar los nucleones, y por lo tanto, el núcleo es más estable.Los núcleos con la máxima energía de enlace por nucleón son los más estables. Como se mencionó anteriormente, estos son los núcleos de masa intermedia, como el $\ce{^{56}Fe}$ y el $\ce{^{62}Ni}$. Estos núcleos se encuentran en el "valle de estabilidad".Los núcleos ligeros tienen menor energía de enlace por nucleón. Pueden aumentar su estabilidad (y liberar energía) mediante reacciones de fusión nuclear, donde se unen para formar núcleos más pesados con mayor energía de enlace por nucleón (moviéndose hacia el máximo de la curva).Los núcleos pesados también tienen menor energía de enlace por nucleón que los núcleos de masa intermedia. Pueden aumentar su estabilidad (y liberar energía) mediante reacciones de fisión nuclear, donde se dividen en núcleos más ligeros con mayor energía de enlace por nucleón (también moviéndose hacia el máximo de la curva).En resumen, la energía de enlace por nucleón es el criterio fundamental para la estabilidad nuclear: cuanto mayor sea su valor, mayor será la estabilidad del núcleo. Esto explica por qué la fusión nuclear ocurre en estrellas y por qué la fisión nuclear se utiliza en reactores y bombas atómicas, ya que ambos procesos liberan energía al transformar núcleos menos estables en núcleos más estables.