D。

根据合并同类项的法则、同底数幂的乘除法则及幂的乘方法则，结合各选项进行判断即可

分析：

A、a²与a³，不是同类项不能直接合并，故本选项错误；

B、a⁶÷a²=a⁴，故本选项错误；

C、a²•a³=a⁵，故本选项错误；

D、（a⁴）³=a¹²，计算正确，故本选项正确。

故选D。