В недрах звезд в результате термоядерных процессов происходит синтез всех элементов, находящихся в верхней трети периодической таблицы Менделеева, вплоть до железа (атомный номер 26). Таким образом, звезды способны генерировать только относительно легкие элементы. Этот процесс является энергетически выгодным для звезды, поскольку высвобождающаяся энергия поддерживает ее жизнедеятельность, обеспечивая свечение и тепловое излучение.

Синтез более тяжелых элементов требует значительных затрат энергии, что приводит к охлаждению звезды и делает его энергетически невыгодным. Поэтому звезды не способны синтезировать тяжелые элементы посредством термоядерных реакций. Образование более тяжелых элементов происходит иным путем — посредством нейтронной бомбардировки легких ядер. При попадании нейтрона в ядро он трансформируется в протон с одновременным испусканием электрона и нейтрино, что представляет собой процесс бета-распада. Увеличение числа протонов в ядре приводит к образованию нового элемента. Этот процесс осуществляется посредством мощного потока нейтронов, возникающего во время взрыва сверхновых звезд (хотя существуют и другие потенциальные механизмы). Высокая плотность потока нейтронов позволяет нескольким нейтронам одновременно взаимодействовать с одним ядром.

Присутствие в Солнечной системе всех тяжелых элементов, включая долгоживущие радиоактивные изотопы, свидетельствует о том, что Солнце и его планеты сформировались из материалов, ранее синтезированных в недрах других звезд. Этот факт подтверждает участие процессов звездной эволюции и нуклеосинтеза в формировании химического состава нашей планетной системы.