在宇宙大爆炸之后三分钟，早期宇宙合成出了第一批原子核。在那时，光子的能量太高，无法合成氘元素。随着宇宙的膨胀和冷却，质子和中子开始融合，原初核合成过程开始。这个过程持续了十几分钟，奠定了宇宙的物质基础。宇宙主要由75%的氢和25%的氦-4组成，还有少量的氘、氦-3和锂。
一旦恒星形成，宇宙的合成过程就会改变。高温条件下，氢可以聚变成氦。然而，对于锂元素来说，极高的温度会导致它们爆炸。锂是宇宙中最难以测量的元素之一，因为它的信号并没有被提取出来。宇宙中充满了各种重元素，但无法合成锂元素。
随着恒星燃烧核心中的氢原子核，氢核聚变减慢并停止，导致辐射压力降低。在这个过程中，恒星内部的温度升高，氦核开始聚变，并合成更重的元素，如碳、氧、氖、镁和硅。中低质量的恒星会脱离外层形成行星状星云，而大质量恒星的核心会坍缩并升温，启动碳核聚变过程。这个过程会合成各种重元素，一直到铁、镍和钴。大质量恒星会经历超新星爆发，进一步合成更重的元素。白矮星-白矮星合并或中子星-中子星合并也会制造出重元素。
尽管我们几乎可以解释宇宙中的每种元素，但锂、铍和硼是一个例外。我们所知道的元素合成机制无法产生这三种元素，也无法解释在宇宙中探测到的锂元素丰度。锂、铍和硼的存在是由宇宙中的超级粒子加速器产生的。这些加速器会向各个方向喷射宇宙粒子，与其他粒子碰撞，产生锂、铍和硼。锂、铍和硼的产生依靠高能粒子在宇宙中的偶然碰撞，使得它们的丰度非常低，但它们对地球上的生命进化至关重要。
