Proceso por el que las reacciones nucleares transforman unos elementos químicos en otros. El elemento más sencillo es el hidrógeno, cuyo núcleo atómico consta normalmente de un solo protón. El número de protones determina la naturaleza del elemento químico. Así, el siguiente elemento es el helio, con un núcleo de dos protones y dos neutrones. El helio puede formarse mediante reacciones de los núcleos de hidrógeno con otras partículas (por ejemplo, otros núcleos de hidrógeno). Después, las reacciones entre los núcleos de helio pueden formar carbono, y de ahí oxígeno, neón, y otros elementos pesados como nitrógeno, hierro, oro… De este modo, los núcleos de todos los elementos químicos que conocemos se han creado en procesos relacionados con la evolución de las estrellas a partir de la fusión de núcleos más simples, comenzando con la fusión del hidrógeno. La nucleosíntesis es el origen de la energía de las estrellas, ya que la formación de los elementos más ligeros que el hierro libera energía. La masa de los productos de la fusión es menor que la masa de los núcleos fusionados y la diferencia se transforma en energía (E=mc2) y constituye la fuente de la radiación que recibimos de las estrellas.
