Ядерная трансмутация в звёздах происходит благодаря реакциям ядерного синтеза, в результате которых из-за огромного давления и колоссальных температур лёгкие элементы превращаются в более тяжёлые. 4

В начале звёзды превращают в гелий самый лёгкий элемент — водород, причём гелий накапливается в ядре, а синтезированный водород выходит в оболочку. 4 Но как только температура и давление достигают критической плотности, звезда способна сжечь и гелий, превратив его в углерод и кислород в ядре. 4

Более крупные звёзды способны синтезировать более тяжёлые элементы, вплоть до железа, на поздних этапах своей эволюции. 1 Наиболее тяжёлые элементы, включая трансурановые, получаются в ходе множественных нейтронных захватов в ходе взрывов сверхновых звёзд. 1

Ядерные реакции в звёздах являются основным источником их энергии и играют определяющую роль на нестационарных стадиях эволюции звёзд, в том числе при вспышках новых и сверхновых звёзд. 5