También llamado cadena protón-protón. Ésta es la principal fuente de obtención de energía de las estrellas jóvenes y de mediana edad, y la única existente en estrellas de tamaño pequeño como el Sol. Básicamente consiste en un proceso de fusión nuclear mediante el cual dos núcleos de hidrógeno se fusionan para dar deuterio, un isótopo de hidrógeno de doble masa, el cual a su vez, siguiendo varios posibles caminos, acaba convirtiéndose en núcleos de helio, o partículas alfa, de doble masa a su vez que el deuterio, o cuádruple de la del hidrógeno inicial.

Los caminos seguidos para ir del hidrógeno (o el deuterio) al helio pueden ser varios, involucrando diferentes tipos de etapas intermedias tales como el helio 3 (un isótopo del helio más ligero que el helio normal), el litio, el boro o el berilio. Obviamente, a lo largo de estos procesos se generan también grandes cantidades de energía, que son las que mantienen la actividad estelar.