在一个过程中，原子核中质子数发生了变化，则此原子就变成了另外一种元素的原子了。如果核聚变后产生的原子核质量小于聚变前原子质量的总和，那么根据爱因斯坦的质能方程，这一些质量的差就作为能量被释放了。这个差别实际是原子核之间的结合能。对于两个原子序数在铁或镍之前的原子核来说，它们之间的核聚变是一个放热过程，也就是说过程释放的能量大于将它们连在一起的能量。正是因为如此，才确保了恒星中的核聚变能够自我维持。对于更重一些的原子来说，结合能开始减少，也就是说它们的核聚变会是一个吸热过程。因此，这些更重的原子不能够