核合成，可能是由一种或两种简单类型的原子核在宇宙规模上产生的所有化学元素物种，这一过程涉及大规模的核反应，包括在太阳和其他恒星中进行的反应。根据每个原子核中质子（带有正电荷的基本粒子）的数量，化学元素彼此不同。另外，相同元素或同位素的种类在质量上或在原子核中基于中子（中性基本粒子）的数量彼此不同。可以通过添加或去除质子或中子或两者的反应将核物质转化为其他核物质。
宇宙学：原始核合成
根据上述考虑，在小于10-4秒的时间t，物质反物质的产生
。
直到铁（原子序数26）及其当前宇宙丰度的许多化学元素，可能都是由以氢和某些原始氦开始的连续核聚变反应造成的。通过反复的核聚变，四个氢核合并成一个氦核。氦原子核又可以建立为碳（三个氦原子核），氧气（四个氦原子核）和其他重元素。
比铁重的元素和较轻元素的某些同位素可能是由连续中子的俘获引起的。中子的俘获增加了核的质量。随后的放射性β衰变将中子转换为质子（带有电子和反中微子的喷射），质量实际上保持不变。质子数量的增加使原子核形成更高的原子序数。
