核心内会发生各种不同的核融合反应。原子在融合后的净质量会略小于融合前的原子质量总和，这些失去的质量，依照质能等价的关系："E" = "mc"²，被转换成能量。氢融合的反应对温度极端敏感，所以核心的温度只要有少量的改变，反应速率就会有明显的变化结果。主序星的核心温度可以从质量最低的M型恆星的400万K到大质量的O型恒星的4,000万K。在太阳，核心温度是1,000万K，氢进行的是质子-质子链反应：这些反应的总体结果是：此处e是正电子，γ是伽玛射线的光子，ν是微中子，而H和He各自是氢和氦的同位