항성에서 일어나는 핵융합 과정 중 하나로, 3개의 헬륨 원소핵(알파 입자)가 충돌하여 탄소 원자핵이 만들어 지는 과정이다.

먼저 2개의 헬륨 원자핵이 충돌하면 베릴륨-8 원자핵이 만들어 지고, 여기에 다시 헬륨이 충돌하여 탄소-12 원자핵이 만들어 진다.

이 때 베릴륨-8은 매우 짧은 수명을 가지고 알파 붕괴를 해버리기 때문에 헬륨 원자핵 3개가 거의 동시에 만나야만 제대로 된 융합이 가능하며, 병목현상이 유발된다.

부가적으로 탄소에 헬륨이 충돌하여 산소가 만들어 질 수도 있는데, 극히 일부만 발생한다.

항성이 수소를 모두 소진하여 헬륨만 남게 되면, 더이상 수소 핵융합을 할 수 없게 된다. 그러면, 항성은 더욱 수축하게 되고, 이에 따라 중심핵 온도는 올라간다. 온도가 대략 1억K 까지 상승하게 되면, 이 반응이 일어 날 수 있게 된다.

태양 질량의 8배 이상의 항성인 경우 헬륨을 모두 소진한 뒤 탄소 연소 반응으로 또다시 수명을 이어가지만, 그보다 작은 경우 백색왜성이 된다.