Gwiazdy składają się głównie z wodoru i helu, z śladowymi ilościami cięższych pierwiastków. Gwiazda jest masywną, żarzącą się kulą plazmy trzymaną razem przez własną grawitację. Podstawowym procesem zachodzącym w obrębie gwiazdy jest przekształcenie wodoru w hel.
Konwersja wodoru w hel w rdzeniu gwiazdy wytwarza tyle energii, że same pierwiastki istnieją jako zupa naładowanych dodatnio jonów z dowolnymi lub wszystkimi elektronami poruszającymi się swobodnie. Ten proces gwiezdnej syntezy jądrowej może trwać miliardy lat, dopóki cały wodór nie zleje się razem tworząc hel. Kiedy dostępny wodór zostanie zużyty, gwiazda rozszerza się, tworząc czerwony olbrzym i zaczyna łączyć atomy helu w atomy węgla. W masywniejszych gwiazdach cięższe pierwiastki powstają poprzez łączenie ze sobą mniejszych elementów, które są uwalniane w kosmos, gdy gwiazda umiera. Podczas supernowej najcięższe pierwiastki, takie jak uran i złoto, są wytwarzane i wyrzucane w kosmos, gdy gwiazda eksploduje.
