Nukleoszintézis, a kémiai elemek valamennyi fajjának kozmikus méretekben történő előállítása talán egy vagy két egyszerű atommagból, egy olyan folyamat, amely nagyszabású nukleáris reakciókat von magában, ideértve a Napban és más csillagokban zajló reakciókat is. A kémiai elemek különböznek egymástól a protonok (alapvető részecskék, amelyek pozitív töltést hordoznak) száma alapján mindegyik atommagjában. Ugyanezen elem fajtái vagy izotópjai különböznek egymástól tömegükben vagy a sejtmagokban levő neutronok (semleges alapvető részecskék) száma alapján. A nukleáris fajok protonokat, neutronokat vagy mindkettőt hozzáadó vagy eltávolító reakciókkal más nukleáris fajokká alakíthatók.
kozmológia: Elsődleges nukleoszintézis
A fent vázolt szempontok szerint 10–4 másodpercnél rövidebb idő alatt az anyag-antianyag létrehozása
A kémiai elemek nagy részétől egészen a vasig terjedőig (26. atomszám) és jelenlegi kozmikus jelenlétét a hidrogénnel kezdődő egymást követő nukleáris fúziós reakciók és talán valamilyen ősi hélium okozhatja. Ismételt nukleáris fúzióval négy hidrogénmagot amalgáta a héliummagba. A héliummagok viszont szén (három héliummag), oxigén (négy héliummag) és más nehezebb elemekké alakulhatnak fel.
A vasnál nehezebb elemek és a könnyebb elemek egyes izotópjai az egymást követő neutronok elfogásával magyarázhatók. A neutron elfogása növeli a mag tömegét; az ezt követő radioaktív béta-bomlás konvertálja a neutronot protonmá (elektron és antineutrino kiürítésével), a tömeget gyakorlatilag változatlanul hagyva. A protonok számának növekedése magasabb atomszámra építheti fel a magot.
