先由氢聚变为氦，然后由氦聚变为碳。
在主序星和红巨星阶段，通过内部核聚变，能够生成从2号元素氦到26号元素铁的所有元素，到铁为止。
在大质量恒星在超新星爆发中，可以生成从27号元素钴到92号元素铀的66种元素。
这一过程也可以认为是核聚变过程，不过是在瞬间发生的。
从93号元素镎开始，都是人造元素，在恒星中不能生成。
恒星的颜色是表面温度的反映，恒星的质量不同，演化阶段不同，表面温度就不同，小质量恒星的内部核聚变反应强度不大，表面温度就不高，就会表面出橙黄色到红色，就像是太阳一样，太阳就是一颗小质量恒星，大质量恒星因为质量大，引力强，要保持稳定，就必须有比较强的核反应强度，表面温度就高，就会表面出白色，甚至蓝色，恒星在演化到晚期时，会膨胀成一颗红巨星，表面温度会下降，白色或蓝色就会变成红色了。