Синтез лёгких ядер в природе происходит в результате термоядерных реакций, в ходе которых два лёгких атомных ядра объединяются в одно более тяжёлое ядро с высвобождением огромного количества энергии. 13

В природе такие реакции могут возникать в двух случаях: 2

1. Если атомные ядра (ионы, протоны или α-частицы), обладающие большой кинетической энергией, встречают на своём пути другие атомные ядра. 2 В природе это возможно, например, при столкновении частиц ионизированного газа, например, в ионосфере Земли, с частицами космических лучей. 2
2. Если вещество нагревается до чрезвычайно высоких температур в звезде или термоядерном реакторе. 2

На Солнце условия для термоядерного синтеза создаются в результате колоссального давления, создаваемого его огромной гравитацией. 3

Термоядерные реакции происходят в материи, находящейся в состоянии плазмы — горячего заряженного газа, состоящего из положительных ионов и свободно движущихся электронов. 3