以发生在恆星半径的三分之一，约占恆星质量一半之处。对于质量超过太阳35%的，能量通量朝向表面是非常的低，而且能量从核心区域向外转移是经由辐射传导而不是对流传热 。因此，没有新鲜的氢混合到核心或是融合产品向外。在质量更高的恆星，主导能量产生的过程是碳氮氧循环，它是一个催化回圈，使用碳、氮、和氧的原子核作为媒介，最终产生氦核和质子-质子。在一个完整的碳氮氧循环，25百万电子伏特的能量被释放出来。相较于质子-质子链反应，这个循环的能量差异是微中子的发射所失去的。碳氮氧循环对温度相当敏感，10%的温度升高，产生