Πυρηνική σύνθεση, παραγωγή σε κοσμική κλίμακα όλων των ειδών χημικών στοιχείων από έναν ή δύο απλούς τύπους ατομικών πυρήνων, μια διαδικασία που συνεπάγεται πυρηνικές αντιδράσεις μεγάλης κλίμακας, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που βρίσκονται σε εξέλιξη στον Ήλιο και σε άλλα αστέρια. Τα χημικά στοιχεία διαφέρουν μεταξύ τους με βάση τον αριθμό των πρωτονίων (θεμελιώδη σωματίδια που φέρουν θετικό φορτίο) στους ατομικούς πυρήνες του καθενός. Τα είδη του ίδιου στοιχείου, ή τα ισότοπα, επιπλέον, διαφέρουν μεταξύ τους σε μάζα ή με βάση τον αριθμό των νετρονίων (ουδέτερα θεμελιώδη σωματίδια) στους πυρήνες τους. Τα πυρηνικά είδη μπορούν να μετατραπούν σε άλλα πυρηνικά είδη με αντιδράσεις που προσθέτουν ή αφαιρούν πρωτόνια ή νετρόνια ή και τα δύο.
κοσμολογία: Αρχέγονη νουκλεοσύνθεση
Σύμφωνα με τις σκέψεις που περιγράφονται παραπάνω, σε χρόνο μικρότερο των 10-4 δευτερολέπτων, η δημιουργία ύλης-αντιύλης
Πολλά από τα χημικά στοιχεία έως το σίδηρο (ατομικός αριθμός 26) και οι σημερινές κοσμικές τους αφθονίες μπορεί να οφείλονται σε διαδοχικές αντιδράσεις πυρηνικής σύντηξης που ξεκινούν με υδρογόνο και ίσως κάποιο αρχέγονο ήλιο. Με επαναλαμβανόμενη πυρηνική σύντηξη, τέσσερις πυρήνες υδρογόνου συνδυάζονται σε πυρήνα ηλίου. Οι πυρήνες ήλιου, με τη σειρά τους, μπορούν να συσσωρευτούν σε άνθρακα (τρεις πυρήνες ηλίου), οξυγόνο (τέσσερις πυρήνες ηλίου) και άλλα βαρύτερα στοιχεία.
Στοιχεία βαρύτερα από το σίδηρο και μερικά ισότοπα ελαφρύτερων στοιχείων μπορεί να ληφθούν υπόψη με τη σύλληψη διαδοχικών νετρονίων. Η σύλληψη ενός νετρονίου αυξάνει τη μάζα ενός πυρήνα. Η επακόλουθη ραδιενεργή βήτα αποσύνθεση μετατρέπει ένα νετρόνιο σε ένα πρωτόνιο (με εξώθηση ενός ηλεκτρονίου και ενός αντινετρίνου), αφήνοντας τη μάζα σχεδόν αμετάβλητη. Η αύξηση του αριθμού των πρωτονίων αυξάνει τον πυρήνα σε υψηλότερους ατομικούς αριθμούς.
