Onze melkweg, de thuisbasis van meer dan 400 miljard sterren met verschillende helderheid. Het merendeel van deze sterren wordt beschreven als de hoofdreeks, wat betekent dat hun kernen waterstof versmelten om helium te maken. De zon is een hoofdreeksster en de chemische samenstelling bestaat voornamelijk uit waterstof en helium met sporen van andere elementen.
Waterstof

Waterstof is het meest voorkomende element in het universum en bestaat uit driekwart van alle materie. Sterren vormen zich wanneer enorme hoeveelheden gas en stof onder hun eigen zwaartekracht instorten. Het grootste deel van dit gas is waterstof, de basisbrandstof die sterren gebruiken om energie te creëren. Tijdens waterstoffusie worden protonen (nucleaire subatomaire deeltjes) gecombineerd om helium te creëren. Andere bijproducten worden ook gemaakt in deze reactie, zoals elektronen, positronen (antielectron), gammastralen en neutrino's. Neutrino's zijn spookachtige deeltjes die niet sterk interageren met materie, dus deze ontsnappen meestal aan de zon. De botsing van de resterende deeltjes met omringende atomen leidt tot de verwarming van de zon.
Helium

Helium is het tweede meest voorkomende element in het universum en is een belangrijke component van hoofdreekssterren zoals de zon. . Helium hoopt zich op in de kern van sterren als gevolg van kernfusie met waterstof. Helium is goed voor ongeveer 27 procent van de massa van de zon.
Koolstof

Wanneer het waterstofniveau in de kern van een ster uitgeput raakt, kan de standaardfusiereactie niet meer plaatsvinden. Dit leidt tot een afname van de hoeveelheid energie die naar buiten straalt en de stellaire kern stort in waardoor de temperatuur en druk toenemen. Wanneer de temperatuur 200 miljoen Kelvin bereikt, wordt heliumfusie mogelijk. Drie heliumkernen smelten samen om één koolstofatoom te vormen.
Zuurstof en andere sporenelementen

Fusie van vier heliumkernen kan worden gebruikt om zuurstofatomen te maken. Dit gebeurt in sterren die hun toevoer van waterstof in de kern hebben opgebruikt. Verdere fusieprocessen kunnen zwaardere elementen creëren, zoals silicium, magnesium en natrium. De overvloed aan deze elementen in de meeste sterren is echter erg laag en vertegenwoordigt minder dan 1 procent van de massa. Fusie binnen sterren kan alleen de vorming van elementen tot de massa ijzer verklaren. Verder gebruikt het fusieproces energie in plaats van het te creëren. Men denkt dat de overblijvende zware elementen voorbij ijzer zijn gesmeed in de ineenstorting van zware sterren - een proces dat bekend staat als supernova.