Cykl węglowo-azotowo-tlenowy (CNO) – cykl przemian jąder atomowych, których efektem jest przemiana wodoru w hel oraz powstawanie dużych ilości energii. Jest źródłem energii dla masywnych gwiazd, ponieważ może zachodzić tylko w bardzo dużych temperaturach (rzędu 20 milionów kelwinów).
Cykl ten po raz pierwszy, jako rozwiązanie problemu powstawania energii w gwiazdach, zaproponował pracujący w Stanach Zjednoczonych niemiecki fizyk Hans Albrecht BetheH. A. Bethe. Physical Review nr 55 z 1939 roku 436.. Mniej więcej w tym samym czasie co Bethe (1938-1939) ten sam mechanizm opisał inny niemiecki fizyk Carl von WeizsäckerC.F. von Weizsäcker: Über Elementumwandlungen im Innern der Sterne. Physikalische Zeitschrift nr 38 z 1937 roku s. 176–191 i nr 39 z 1938 roku s. 633–646.. Osiągnięcie to było jednak w późniejszych latach ignorowane przez świat naukowy, ponieważ Weizsäcker pracował dla nazistowskich Niemiec.
right|380px|thumbnail|Schemat cyklu CNO