I CNO-syklusen bruker de fire protonene karbon-, nitrogen og oksygenisotoper som katalysatorer for å danne en alfapartikkel, to positroner og to nøytrinoer. Positronene vil nesten umiddelbart utslettes med elektroner, noe som frigjør energi i form av gammastråler. Nøytrinoene vekselvirker svært dårlig med materie og ferdes fritt ut av stjernen og fører ut en viss energi. Karbon- nitrogen- og oksygenisotopene er i hovedsak en og samme kjerne som gjennomgår en rekke transformasjoner i en stadig repeterende syklus.