太阳的能量来自于内部的核聚变反应。
太阳上主要是氢，占70%以上；其次是氦，其他元素加起来也只有1%。太阳核心的温度高达1500万度，有2500亿个大气压。在这样高温、高压条件下，太阳内部每时每刻都在进行着氢聚变为氦的核反应。就在这种核聚变反应中，会释放出巨大的能量。
在核聚变链式反应中，两个氢原子核（质子）聚合，放出一个中子和一个中微子，生成一个氦2核。氦2核再与一个氢原子核反应，放出一个γ光子，生成一个氦3核。两个氦3核聚合，生成一个稳定的氦4核，同时放出两个质子。整个过程中，四个氢核聚合，生成一个氦4核，同时放出两个中子、两个中微子和两个γ光子。太阳向外释放的能量，绝大部分由γ光子携带。