Наличие элементов во Вселенной связано с удельной энергией связи. Первоначально в результате Большого Взрыва в течение первых трёх минут успели появиться только водород и гелий. Затем Вселенная начала расширяться, остывая при этом. Все другие, более тяжёлые элементы сформировались уже в появившихся звёздах через миллиарды лет.

Химические элементы вплоть до железа могут образовываться в звёздах в результате термоядерных реакций гелиевого, углеродного, кислородного, неонового и кремниевого горения. Все элементы, начиная с углерода, образуются при термоядерном горении вещества в звездах путем захватов протонов и ядер, ⁶Li, ⁹Be, ¹⁰B, ¹¹B. Так могут образовываться элементы вплоть до железа, обладающего максимальной удельной энергией связи.

В звёздах в конце эволюции могут синтезироваться и другие, более тяжелые чем железо элементы. Это может происходить при вспышках сверхновых. При взрыве сверхновых выделяется гигантское количество энергии, происходит ускорение частиц до энергий, значительно превосходящих возможности современных ускорителей элементарных частиц, поэтому могут синтезироваться элементы вплоть до урана. Эти тяжелые элементы опять поступают в межзвездную среду, из них образуются звезды, обогащенные тяжелыми элементами. Наше Солнце — типичный представитель таких звезд, богатых железом и другими элементами. Одним из этих элементов является углерод, основной элемент органической жизни на Земле.

Рис. 1. Планетарная туманность «Кошачий Глаз». В конце эволюции звезда может сбросить оболочку, которая может расширяться в окружающее пространство