سلسلة تفاعل بروتون-بروتون تفاعل اندماج نووي يجري في الشمس والنجوم المشابهة لها أو الأصغر كتلة، تتحول فيه نوى الهيدروجين إلى هيليوم مع انطلاق طاقة كبيرة. يبدأ التفاعل في درجات حرارة عالية تجعل المادة في حالة بلازما، فتندمج البروتونات عبر مراحل متتابعة تنتج الديوتيريوم ثم الهيليوم الخفيف ثم الهيليوم المستقر، مع انبعاث بوزيترونات ونيوترينوات وأشعة جاما. يرجع مصدر الطاقة إلى نقص الكتلة بين المواد الداخلة والناتجة، إذ يتحول هذا النقص إلى طاقة وفق علاقة تكافؤ الكتلة والطاقة، وتعد هذه السلسلة المصدر الرئيس لطاقة الشمس واستقرارها في مواجهة الجاذبية.