Energie se uvolňuje při fúzi lehčích jader na těžší prvky až po železo (tyto prvky se proto někdy nazývají popelem nukleární syntézy). Lehké prvky vznikají při vodíkovém, heliovém a uhlíkovém hoření, která lze sumárně vystihnout rovnicemi:
Po vzniku uhlíku a dusíku může z vodíku vznikat helium soustavou několika následných reakcí (katalytický C-N-O cyklus). Při tomto procesu má nuklid 12C roli katalyzátoru, protože se v jeho posledním stupni opět uvolňuje. Lithium, beryllium a bor, které nejsou stabilními produkty těchto procesů, mají nízkou četnost výskytu a pravděpodobně jsou produkty kolizí těžších jader (uhlík, dusík, kyslík) s fotony o vysoké energii. Těžší prvky jsou produkovány záchytem neutronů, protonů nebo α-částic v jádrech lehčích prvků
