thumb|250px|Nukleosynteza przykłady reakcji. thumb|250px|Pochodzenie pierwiastków. Nukleosynteza – proces, w którym powstają nowe jądra atomowe w wyniku łączenia się nukleonów, czyli protonów i neutronów, lub istniejących już jąder atomowych i nukleonów. Obecny skład izotopowy Wszechświata jest głównie skutkiem naturalnej nukleosyntezy.
Pierwotna nukleosynteza
W ciągu kilku-kilkunastu minut po Wielkim Wybuchu powstał wodór (1H), deuter (2H), hel-3 (3He), hel-4 (4He) oraz małe ilości litu i berylu. Na początku ery radiacyjnej Wszechświat składał się z protonów, neutronów, elektronów, neutrin i fotonów. Pierwszym jądrem złożonym było jądro deuteru, czyli deuteron.
Ponieważ jest ono jądrem dość słabo związanym (energia wiązania ~2,2 MeV), mogło powstać dopiero wtedy, gdy średnia energia promieniowania tła spadła poniżej tej wartości, gdyż inaczej proces rozpadu jądra pod wpływem promieniowania przeważa nad procesem jego kreacji. Powstałe deuterony reagowały z protonami i neutronami tworząc jądra trytu i helu-3.
Następnie powstałe nuklidy reagowały ze sobą tworząc jądra helu-4.
Oprócz helu powstały też niewielkie ilości litu i berylu.