Vũ trụ bắt đầu với hydro và heli, cùng một lượng nhỏ liti. Mọi thứ khác được tạo ra trong các ngôi sao. Quá trình tổng hợp hạt nhân trong sao là quá trình mà các ngôi sao tạo ra các nguyên tố nặng hơn thông qua phản ứng tổng hợp hạt nhân. Đó là lý do tại sao carbon, oxy, sắt và vàng tồn tại.

Quá trình này diễn ra theo từng giai đoạn. Các ngôi sao dãy chính tổng hợp hydro thành heli. Khi hydro trong lõi cạn kiệt, ngôi sao co lại và nóng lên, và quá trình tổng hợp heli bắt đầu, tạo ra carbon và oxy. Các ngôi sao khối lượng lớn tiếp tục tổng hợp các nguyên tố nặng hơn trong các lớp vỏ xung quanh lõi. Mỗi giai đoạn ngắn hơn giai đoạn trước. Sắt là giai đoạn cuối cùng. Tổng hợp sắt tiêu thụ năng lượng thay vì giải phóng nó, vì vậy lõi sụp đổ.

Sự sụp đổ này kích hoạt một vụ nổ siêu tân tinh, và vụ nổ tạo ra các nguyên tố nặng hơn sắt thông qua quá trình bắt giữ neutron nhanh chóng. Những nguyên tố đó được phân tán vào không gian, nơi chúng trộn lẫn với khí giữa các vì sao và trở thành một phần của các ngôi sao và hành tinh mới. Vàng trong chiếc nhẫn cưới được tạo ra trong một vụ nổ siêu tân tinh hoặc sự hợp nhất của các sao neutron. Sắt trong máu của bạn được tạo ra trong một ngôi sao đang chết.

Quá trình tổng hợp hạt nhân trong sao liên kết vòng đời của các ngôi sao với thành phần cấu tạo của vũ trụ. Nếu không có nó, vũ trụ sẽ chỉ gồm hydro và heli, và không có gì khác.