太陽是我們所處恆星系的核心，幾十億年來源源不斷地向周圍的空間釋放巨大的能量，雖然只有極小一部分到達地球，但是這一部分能量對於地球來說卻意義重大，它維繫著地球的溫度逐漸處於宜居水平，使冷卻的速度不至於太快，最重要的是在太陽能量的持續輸入下，為地球生命的誕生和發展創造了得天獨厚的條件。那麼，這幾十億年來太陽產生的能量是靠什麼來維持的呢？
在相當長時間內，人們對於物質和能量的認知是割裂開來的，直到愛因斯坦提出狹義相對論，將物質的運動狀態與時間和空間有機結合起來，以物質運動為主線統一時間和空間，並在此基礎上推導出來著名的質能方程，從而把物質的質量和能量也進行了統一，並提出了它們之間的等效關係：E=m*c^2。這個關係式並不是說物質和能量可以無限制地進行轉化，比如多少公斤的物質套用這個公式一定可以轉化為多少能量，而多少能量也可以按此原則生成多少物質，它所表達的是物質的質量和能量之間的等效關係，也就是說對應關係，說明的是質量和能量都是物質的基本屬性，物質的存在以質量和能量的形式進行體現。在一個封閉系統中，所有物質的質量和能量總和，不因物質的形態、發生變化後的數量、釋放或者吸收能量等而發生變化，體現為數值上的總量不變，這就是質能守恆定律。
說到太陽，其實它的誕生歷史，前半段和地球等其它行星是大同小異的，都是靠吸收周圍星際物質起家的。只不過，太陽的起步稍早一些、規模更大一些，造成了它後續的影響力更強。太陽在吸收上一任大質量恆星生命晚期以超新星爆發形式釋放的大量星際物質的基礎上，使得其核心區域的質量越來越大，依靠逐步提升的引力有更多的星際物質加入，形成了「良性循環」。那麼，在這麼多物質逐漸靠攏達到一定規模後，在核心引力的驅動下，外層星際物質便會在重力作用下發生坍縮，在坍縮過程中，星際物質之間的相互碰撞和摩擦、重力勢能的降低帶來能量的轉化，都會持續提升核心區的溫度，同時壓力也不斷地上升。
根據科學家們的判斷，當這個核心區的溫度達到1000萬攝氏度時，便可激發氫的核聚變反應，恆星這於此登上歷史舞台。但是按道理來說，這個溫度還不足以突破質子發生核聚變的程度，這裡就有一個能夠突破原子間庫侖力的「快捷通道」，那就是量子隧穿效應，也就是說在時間不確定度很小致使能量不確定度突然增大的情況下，質子就會能夠在「較低」的溫度下，質子也會有一定幾率突破庫侖力的阻擋進入其它原子核的內部，從而推動能量的提升達到核聚變的條件。這個量子隧穿效應可以看作是太陽內部核聚變的催化劑，使其在較低的「臨界條件」下能夠發生原本很難做到的事，同時也使太陽內核的溫度不致於過高，從而使核聚變的反應不至於失控。
簡單地描述太陽內部的核聚變過程，其實主要包含兩種不同的途徑，一個是氫核聚變，另一個是碳氮氧聚變，其中氫核聚變所釋放的能量占據了產生總能量的80%以上。以氫核聚變為例，主要過程就是四年氫原子核，通過質子-質子鏈式反應，最終聚變為一個氦原子核，同時釋放出伽馬射線射線、中微子、自由電子，在此過程中，按照質能守恆定律，系統中總質量發生一定程度的虧損，那麼對應的也產生了具有非常高性價比的能量。
在太陽內部核反應時，其在誕生之初所吸聚大量的輕元素，特別是氫原子，為氫氦聚變提供了非常穩固的後盾。根據科學家們的推測，太陽內部質子-質子鏈反應每秒中要生了9.2*10^37次，需要消耗6.2*10^11千克的氫原子，在轉化為氦原子後，每秒的質量虧損大約在420萬噸左右，而氫的消耗量在6億噸左右。
由於太陽的總質量非常龐大，達到2*10^30千克，而氫的占比約在3/4以上，因此即使50億年漫長的核聚變歷程，其損失的質量也僅是太陽的九牛一毛，但對於氫來說，再過50億年就可能會被耗盡，屆時太陽會發生氦閃，向外的輻射壓迅速提升，推動體積逐漸膨脹，形成紅巨星，那時太陽就進入了生命的尾聲，最後經過紅巨星的階段再坍縮形成白矮星。
通過以上我們對太陽內部核聚變過程的簡單分析，可以看出能夠維持核聚變順利進行的基本保障，就是物質的歷史積累，特別是氫原子的持續貢獻，這個過程恰恰說明了質量和能量的統一。依靠太陽內部的核聚變，一開始形成的伽馬光子，在內核高密度、高壓力的環境下，其自由路程非常短，僅有納米或者毫米級別，然後就會被其它物質所吸收，為其它物質提高內能，也就是能量的一部分轉化為其它鏈式反應注入了「活力」，然後隨著自由電子能級的回落，再釋放出光子，光子於是在這種反覆振蕩的過程中，一方面在漫無邊際的遊走，可能幾萬年才能到達太陽表面；另一方面在反覆振蕩過程中，所攜帶的能量逐漸降低，從一開始的伽馬射線，到X射線，再到紫外線、可見光和紅外線，根據從太陽內核到表面的路程長短，最終釋放出來的光子種類也發生不同變化，因此我們在地球上接收到的光線，最終是各種不同光子組成的複合光線，就是這個道理。