恒星内元素合成
星間ガスに何らかの外部要因が加わって密度の高い部分ができると、この部分は重力が強くなり、その重力によって周囲の物質を集積してゆく。物質が集まって圧力が上がったことによって温度が高まり、中心の物質がクーロン障壁(原子核中に含まれる陽子が持つ正電荷が反発しあう力)を超えて近接するようになると最初の核融合が始まる。この時は、重水素による核融合が発生するが、重水素は存在量が少ないため、この反応はまもなく停止する。しかし、軽水素をヘリウムに融合する核融合が可能なほどの高温高圧が実現すると、軽水素は恒星の原料である星間ガスには一般に大量に含まれているため、核融合は安定する。この時期が恒星にとって一番長く、この反応が行われている恒星は主系列星と呼ばれる。この後、徐々に反応が進んでヘリウムが溜まってくると、ヘリウム同士の核融合が始まる。この際ヘリウム4同士の合成でベリリウム8までの元素を合成するが、ベリリウム8は安定同位体でないためにヘリウム4二個に崩壊し、それ以上の質量の元素を合成することはできない。
核融合によって水素からヘリウムが生成されると、重力によって重いヘリウムは星の中心へと向かい恒星の芯になる。これに対し水素は外殻部で核融合を続ける。必然的に恒星の芯はヘリウムばかりになり、重力の提供源になるが、核融合の主役である水素は徐々に減っていく。