Rekombinaatiosäteily - rekombinaatioprosessin seurauksena emittoitu säteily - ohi kulkevan elektronin sieppaus ionilla ja elektronin siirtyminen sidottuun tilaan. Tässä tapauksessa energia, joka on yhtä suuri kuin vapaan elektronin kineettisen energian ja sen sitoutumisenergian summa [1] , siirtyy säteilyksi . Vetyplasmalle rekombinaatiosäteilyn teho tilavuusyksikköä kohti ( ) saadaan kaavalla [2] :
Lähellä olevaan lämpötilaan saakka rekombinaatiosäteily ylittää bremsstrahlungin elektronien hidastumisesta johtuen. Korkeammissa lämpötiloissa bremsstrahlung hallitsee. Suuren varauksen omaavien plasmaionien tapauksessa rekombinaatiosäteily kasvaa suunnilleen suhteessa ionivarauksen neljänteen potenssiin [2] .