由于太陽自身巨大的重力擠壓，使其核心的壓力和溫度變得極高，形成了可以發(fā)生核聚變反應(yīng)的環(huán)境。氫原子核（即質(zhì)子）通過質(zhì)子-質(zhì)子鏈反應(yīng)以及碳氮氧循環(huán)（主要是前者）結(jié)合成氦原子核（氦-4），同時釋放出巨大的能量。但是為什么所有的氫原子核不會瞬間發(fā)生核聚變反應(yīng)呢？或者說太陽為什么不會一下子爆炸？
一切都從核心開始。太陽核心的核聚變產(chǎn)生的輻射壓力會被自身重力所平衡，所以太陽不會一下子爆炸。在高能量和高密度的太陽核心中，氫原子核不斷相互碰撞。但只有通過量子隧穿效應(yīng)，質(zhì)子碰撞形成雙質(zhì)子或氦-2（氦的同位素，有兩個質(zhì)子，沒有中子），然后迅速衰變?yōu)殡樱涞耐凰?，有一個質(zhì)子和一個中子），核聚變反應(yīng)才會開始。這是質(zhì)子-質(zhì)子鏈反應(yīng)的第一階段。要形成穩(wěn)定的氦-4原子核，還需要中子。那么。中子是從哪里來的？
很明顯，要形成一個氘原子，需要發(fā)生兩件重要的事情。一個是伴隨量子隧穿效應(yīng)的質(zhì)子-質(zhì)子完美碰撞，另一個是氦-2原子核內(nèi)一個質(zhì)子的β+衰變，將其轉(zhuǎn)化為所需的中子。從這里開始，氘在質(zhì)子-質(zhì)子鏈反應(yīng)的下一個階段最終形成氦-4。
兩個高能質(zhì)子碰撞形成雙質(zhì)子的概率遠小于質(zhì)子間不經(jīng)意碰撞并相互反彈的概率。即使它們碰撞形成一個雙質(zhì)子，也有另一個抑制因素，即β+衰變。大多數(shù)時候，雙質(zhì)子會衰變回兩個質(zhì)子。因此，這個初始階段就是控制太陽消耗氫的速率。這種完美狀態(tài)的形成最終導(dǎo)致一種緩慢的核聚變反應(yīng)過程，這也是決定恒星年齡的因素之一。
雖然這些條件控制著氫原子核的消耗速率，但太陽作為一個整體系統(tǒng)，試圖通過控制這些條件來控制自身，使核聚變以一定的速率發(fā)生。那么，這是如何控制的呢？
當(dāng)核心的溫度和密度足夠高時，就會加快質(zhì)子碰撞形成雙質(zhì)子的速率，這也就增加了整體的核聚變反應(yīng)速率，并且會產(chǎn)生更多的能量，導(dǎo)致熱膨脹，抵消了太陽的重力。當(dāng)核心膨脹時，密度和溫度下降，成功碰撞的概率減小。熱核反應(yīng)率降低，從而控制自身。
同樣的道理，如果核聚變速率變慢，重力又開始擠壓核心，這反過來又增加了溫度和密度，成功碰撞的幾率又提高了。最后，熱核反應(yīng)率增加到足以平衡自身的重力，并使太陽以每秒消耗3.7×10^38個氫原子核的最優(yōu)速率持續(xù)下去。
最終，這一切都將在60到70億后結(jié)束。到了那時，太陽的核心演變成白矮星，并留下行星狀星云。
