位于赫罗图里主星序内的主序星，其位于主星序时期内能量全部来源于氢（H）聚变成氦（He）。氢的消耗速度正比于恒星质量。恒星对抗自身引力坍缩的能量来源就是聚变。

这一过程会使得核心温度和压力大幅升高，然后会达到发生He聚变的条件，产物大致是碳（C）和氧（O）。当氦逐渐消耗，恒星又开始坍缩，温度和压力进一步升高，然后是C、O聚变，产物大致是硅（Si）。

然后Si聚变成铁（Fe），由于Fe的比结合能最大，可以简单理解成Fe聚变产生的能量得不偿失，于是聚变的链条到Fe铁就停止了。此时恒星就像一颗洋葱，最外到最里层依次是H、He、C、Si、Fe。但并不是说恒星的演化到了这步就完全停止了。

Fe在中子丰度高的环境下会发生中子俘获反应，生成Fe-57、Fe-58等，这些核素是不稳定的，会经过β-衰变成Co-57、Co-58等，再经过中子俘获、β-衰变，生成Ni、Cu等更重的元素。

其他的来源还有中子星相撞产生、黑洞破坏中子星时产生、在早期宇宙里温度非常高的状态下产生，以及由这些反应生成的放射性物质自然衰变产生。

现在一般认为主要是超新星爆发时铁原子核在极高的温度和压力下与自由中子、自由电子、质子及其他原子核发生反应，产生铀之前的所有重元素并炸散到宇宙空间。

根据现代元素合成理论，超新星是元素合成的主要场所，它是大质量恒星的最后演化阶段。这种大质量恒星，引力作用极强，因此当一系列聚变反应结束后，就发生迅猛异常的收缩。这导致恒星内部的密度和温度极高，最后以猛烈的爆发结束其一生，这就是通常所说的超新星爆发。爆发时超新星的亮度在短时间内可剧增到几千万倍至几亿倍以上，可以比整个银河系还亮，同时把大量含有重元素的恒星物质抛向空间，甚至可造成整个星体分崩瓦解。