Bei der Mentalverschmelzung werden die Gedanken zweier Individuen miteinander verbunden. Sie entfernen die geistigen Barrieren, so daß jeder Beteiligte die Gedanken des anderen erfahren kann.Die Verschmelzung wird von einem Vulkanier eingeleitet, der das Gesicht des Partners mit den Fingerspitzen berührt. Die mentalen Prozesse werden synchronisiert. Der initiierende Vulkanier spricht folgende Worte: "Dein Geist zu meinem Geist. Deine Gedanken zu meinen Gedanken". 

Die Geistesverschmelzung erfordert nicht immer das Einverständnis des Partners. Spock erfährt so von Valeris einiges darüber, wie die Konferenz von Khitomer im Jahre 2293 verhindert werden soll. 

Einige Völker wie die Cardassianer können Mentalverschmelzungen abwehren. Die Geistesverschmelzung kann bei verschiedenartigen Lebensformen angewandt werden, etwa bei Buckelwalen, bei dem Siliziumwesen Horta und sogar bei Maschinen wie Nomad und V'Ger. Beide Partner einer Mentalverschmelzung bewahren Gedankenteile und Persönlichkeitsmerkmale des Gegenübers. Auf der U.S.S. Voyager NCC-74656 stärkt der Vulkanier Tuvok das Selbst des Phychopaten Suder durch eine Mentalverschmelzung.

Dieses Ritual ist nicht ohne Risiko und sollte nicht zu häufig angewendet werden. Bei einer falschen Durchführung kann es zu schrecklichen Konsequenzen kommen. Eine erweiterte Form der Geistesverschmelzung ist die Überbrückung der Geister, die eine Verbindung von zwei Personen ermöglicht.

Im 22. Jahrhundert wurde dieses Ritual nur von V'tosh ka'tur, Vulkaniern ohne Logik, angewendet. Erst im 23. Jahrhundert nutzen auch 'normale' Vulkanier wieder die Geistesverschmelzung.

2266 benutzte Spock die Geistessverschmelzung um die Wahrheit von Dr. Simon Van Gelder zu erfahren. Er behauptete, der Direktor der Strafkolonie Tantalus V zu sein. ("Der Zentralnerven- systemmanipulator" TOS). Ab und zu benutzte Spock die Geistessverschmelzung-Fähigkeiten, um telepathisch Verwirrung unter den Gegnern zu stiften, wie zum Beispiel auf Eminiar VII ("Krieg der Computer" TOS). Die Geistessverschmelzung funktioniert mit so unterschiedlichen intelligenten Lebewesen wie: Menschen, der Roboterraumsonde Nomad ("Ich heiße Nomad" TOS), der Horta ("Horta rettet ihre Kinder" TOS), und den Kelvanern. Spock war durch den Kontakt in der Lage, das wahre Aussehen der Kelvaner zu erfassen. Sie hatten eine riesigen Körper mit hunderten Tentakeln. ("Stein und Staub" TOS). Geistessverschmelzung befähigte Jean-Luc Picard, Botschafter Sarek emotionale Unterstützung zu geben. Er litt unter Verfallserscheinungen des zum Tode führenden Bendil-Syndroms. Sarek profitierte von Picards emotionaler Kontrolle, doch der Captain mußte die so lange unterdrückten Gefühle des Botschafters aushalten. ("Botschafter Sarek" TNG).