3つのヘリウム原子（、粒子ともいう）から炭素（）が合成される原子核反応（右図参照）。 トリプルアルファ反応とも言う。この反応は、（1）2つのからが合成される過程と、（2）とから励起状態にあるが合成される過程、および（3）励起されたが光子（あるいは電子-陽電子対）を放射して基底状態のに変換される過程の3段に分けられる（のは励起状態にあることを示す。陽子数と中性子数は同じだが、原子核としての構造は基底状態のと異なる）。
が合成される第1段と第2段はそれぞれ91.78 keVと0.29 MeVの吸熱反応であるが、全体としては発熱反応である。合成されたは不安定で、極めて短い寿命で2つのに戻る。しかし Kの高温になると、熱平衡状態でごく微量のができる。この微量のが第2段の反応を起こし、さらにその中の微量がとなる。第2段の反応で合成されたも多くは逆反応によりもとに戻る。第2段の反応は、運動エネルギーを含めたとの全エネルギーがちょうどの静止エネルギーと等しいときにだけ起こるので、共鳴反応と呼ばれる。ヘリウムから炭素が合成される反応なので、ヘリウム燃焼とも呼ばれる。 この反応が起こることは1953年フレッド・ホイル（F. Hoyle）によって理論的考察から提唱された。ただし近年、より低温では、直接3つのからが形成される可能性が指摘されている。