O oxigênio é formado em estrelas através de uma série de reações de fusão nuclear. A via primária envolve a fusão dos núcleos de carbono e hélio :

carbono-12 (¹²c) + helium-4 (⁴he) → oxigênio-16 (¹⁶o) + raio gama (γ)

Esse processo ocorre no núcleo de estrelas que são mais quentes e mais densas que o nosso sol, durante a fase de "queima de hélio" de suas vidas.

Vale a pena notar que o oxigênio também pode ser produzido através de outras reações de fusão, embora sejam menos comuns. Por exemplo:

* neon-20 (²⁰ne) + helium-4 (⁴he) → magnésio-24 (²⁴mg) + raio gama (γ)
Às vezes, essa reação pode produzir oxigênio como subproduto.

Assim, enquanto a maneira principal de o oxigênio ser criado é através da fusão de carbono e hélio, existem outras maneiras pelas quais ele pode ser formado no universo.