Năng lượng của mặt trời đến từ các phản ứng tổng hợp hạt nhân xảy ra trong lõi của nó. Khi các nguyên tử hydro kết hợp với nhau trong lõi của mặt trời, chúng hợp nhất để trở thành một nguyên tố khác: heli. Phản ứng này tạo ra năng lượng.
Sự hợp nhất của các nguyên tử hydro thành heli giải phóng năng lượng vì khối lượng của heli được tạo thành nhỏ hơn một chút so với khối lượng của các nguyên tử hydro ban đầu. Khối lượng thêm này được chuyển thành năng lượng. Phương trình E = mc ^ 2 của Einstein mô tả quá trình giải phóng năng lượng này.
Năng lượng tỏa ra bên ngoài cân bằng lực hấp dẫn muốn nghiền nát mặt trời. Chỉ trong những điều kiện nhiệt độ và áp suất cực cao, chẳng hạn như những điều kiện được tìm thấy trong lõi của mặt trời, phản ứng tổng hợp hạt nhân mới có thể xảy ra. Khi tất cả các nguyên tử hydro trong lõi mặt trời được hợp nhất thành nguyên tử heli, ngôi sao bắt đầu chết.