3つのヘリウム原子（⁴He、α(アルファ)粒子ともいう）から炭素（¹²C）が合成される原子核反応（右図および燃焼を参照）。 トリプルアルファ反応とも言う。この反応は、（1）2つの⁴Heから⁸Beが合成される過程と、（2）⁸Beと⁴Heから励起状態にある¹²C*が合成される過程、および（3）励起された¹²C*が光子γ（あるいは電子-陽電子対）を放射して基底状態の¹²Cに変換される過程の3段に分けられる（¹²C*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¹²Cと異なる）。
⁸Be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⁸Beは不安定で、極めて短い寿命で2つの⁴Heに戻る。しかし10⁸ Kの高温になると、熱平衡状態でごく微量の⁸Beができる。この微量の⁸Beが第2段の反応を起こし、さらにその中の微量が¹²C*となる。第2段の反応で合成された¹²C*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⁸Beと⁴Heの全エネルギーがちょうど¹²C*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、2×10⁸ Kより低温では、直接3つの⁴Heから¹²Cが形成される可能性が指摘されている。