Водородный цикл влияет на формирование звёзд и их развитие следующим образом:

• Формирование звёзд: для появления новой звезды требуется огромное количество водорода. 1 Из водородного облака образуются звёзды, когда плотность газа достигает определённого высокого уровня. 13 При этом температура газа возрастает, и его молекулы начинают вращение. 13 Чем плотнее становится облако, тем вращение усиливается, молекулы водорода сталкиваются и излучают фотоны в инфракрасном спектре. 13
• Обеспечение энергией: на протяжении большей части существования звезды энергией её обеспечивает ядерный синтез, первоначально за счёт слияния атомов водорода в ядре. 4
• Изменение структуры звезды: когда в центре звезды весь водород превращается в гелий, образуется гелиевое ядро, а термоядерное горение водорода продолжается на периферии ядра. 2 В этот период структура звезды начинает меняться: её светимость растёт, внешние слои расширяются, а температура поверхности снижается — звезда становится красным гигантом. 2
• Превращение гелия в другие элементы: внутри ядра звезды под влиянием гравитационного сжатия вновь проходят термоядерные реакции: гелий превращается в другие элементы: углерод, затем кислород, кремний — вплоть до железа. 1
• Влияние на дальнейшую судьбу звезды: когда звезда исчерпывает своё ядерное топливо, её ядро коллапсирует, превращаясь в плотного белого карлика, а внешние слои выбрасываются в виде планетарной туманности. 4 Если звезда достаточно массивна, то может превратиться в сверхновую, которая при взрыве разлетается в открытом космосе. 1