Branduolių sintezė, visų rūšių cheminių elementų gamyba iš vienos ar dviejų paprastų tipų atominių branduolių kosminiu mastu, procesas, apimantis didelio masto branduolines reakcijas, įskaitant Saulėje ir kitose žvaigždėse vykstančias. Cheminiai elementai skiriasi vienas nuo kito pagal protonų (pagrindinių dalelių, turinčių teigiamą krūvį) skaičių kiekvieno atominiame branduolyje. To paties elemento rūšys arba izotopai, be to, skiriasi viena nuo kitos pagal masę arba pagal neutronų (neutralių pagrindinių dalelių) skaičių branduoliuose. Branduolinės rūšys gali būti paverstos kitomis branduolinėmis rūšimis vykdant reakcijas, kurių metu pridedami arba pašalinami protonai, neutronai arba abu.
kosmologija: pirminė nukleosintezė
Remiantis aukščiau aprašytais samprotavimais, tuo metu, kai t yra mažesnė nei 10–4 sekundės, sukuriama materija-antimaterija
Daugelį cheminių elementų iki geležies (atominis skaičius 26) ir jų dabartinį kosminį gausumą gali paaiškinti viena po kitos vykstančios branduolių sintezės reakcijos, prasidedančios vandeniliu ir galbūt šiek tiek pirmykščio helio. Pakartotinai susiliejus, keturi vandenilio branduoliai susilieja į helio branduolį. Helio branduoliai, savo ruožtu, gali būti kaupiami į anglį (tris helio branduolius), deguonį (keturis helio branduolius) ir kitus sunkesnius elementus.
Sunkesni už geležį elementai ir kai kurie lengvesnių elementų izotopai gali būti laikomi užfiksuojant vienas po kito einančius neutronus. Užfiksuotas neutronas padidina branduolio masę; vėlesnis radioaktyvus beta skilimas paverčia neutroną protonu (išstumdamas elektroną ir antineutriną), paliekant masę praktiškai nepakitusią. Padidėjęs protonų skaičius sukuria branduolį į didesnį atomų skaičių.
