يستمر النجم متوسط الكتلة في إنتاج الطاقة من اندماج الهيدروجين حتى يستهلك معظم وقوده في النواة، وعندها يبدأ بالتحول إلى المراحل المتقدمة من حياته مثل العملاق الأحمر.

دورة الكربون والنيتروجين والأكسجين سلسلة تفاعلات اندماج نووي تحول الهيدروجين إلى هيليوم داخل النجوم، وتكون أكثر أهمية في النجوم الأثقل من الشمس. تعمل ذرات الكربون والنيتروجين والأكسجين في هذه الدورة كعوامل وسيطة يعاد توليدها في نهاية السلسلة، بينما تنتج الطاقة من اتحاد نوى الهيدروجين. تعد الدورة إحدى الطريقتين الرئيسيتين لإنتاج الطاقة النجمية، إلى جانب سلسلة البروتون-بروتون الأكثر غلبة في النجوم الشبيهة بالشمس والأصغر منها.

اندماج الهيليوم تفاعل نووي يتضمن دمج نوى هيليوم-٤ (جسيمات ألفا) في النجوم، حيث تندمج نواتان ليُكوِنا بيريليوم-٨ غير المستقر ذو عمر نصف نحو ١×١٠−١٦ إلى ٢.٦×١٠−١٦ ثانية؛ عند درجات حرارة نجمية ≥١٠٠ مليون كيلفن تندمج نواة هيليوم ثالثة مع بيريليوم-٨ قبل تفككه مكوِّنة كربون-١٢، وفي درجات أعلى تندمج نوى هيليوم مع كربون-١٢ لتكوين أكسجين-١٦.

يُعتقد أن النجم «بي إكس سيرسيني» تكوّن نتيجة اندماج قزمين أبيضين، وهو ما يفسّر خصائصه غير المعتادة مقارنةً بالنجوم العادية. ويُعد هذا النوع من التشكّل مثالاً على أن بعض الأجرام النجمية لا تنشأ من مسار تطوري تقليدي، بل من تفاعل عنيف بين بقايا نجوم سابقة انتهى إلى جسم واحد جديد.

من أخف مكونات الهواء وأندرها غازا الهيدروجين والهيليوم. ولأن الهيليوم غير قابل للاشتعال فهو يُستخدم في تعبئة المناطيد.