Nukleosynteza zachodząca we wnętrzu gwiazd (również Słońca) można opisać w kilku krokach:

1. Dwa jądra wodoru, w wyniku reakcji syntezy, tworzą jedno cięższe jądro deuteru wraz z wyemitowaniem energii:

${}_{}^{}{}_1^1\mathrm{H}+{}_{}^{}{}_1^1\mathrm{H}\to {}_{}^{}{}_1^2\mathrm{H}+{}_{}^{}{}_1^0\mathrm{e}{}^{+}+\nu$

2. Powstałe jądra deuteru, w wynik reakcji syntezy z jądrami wodoru, łączą się tworząc jądro cięższe:

${}_{}^{}{}_1^2\mathrm{H}+{}_{}^{}{}_1^1\mathrm{H}\to {}_{}^{}{}_2^3\mathrm{He}+\gamma$

3. Jądra helu ${}_{}^{}{}_{}^3\mathrm{He}$ łączą się tworząc jądro helu ${}_{}^{}{}_{}^4\mathrm{He}$ oraz dwa jądra wodoru, które mogą zacząć całą nukleosyntezę od początku:

${}_{}^{}{}_2^3\mathrm{He}+{}_{}^{}{}_2^3\mathrm{He}\to {}_{}^{}{}_2^4\mathrm{He}+2{}_1^1\mathrm{H}$

Te trzy reakcje często nazywa się cyklem protonowym.