A csillagok a csillagközi (intersztelláris) tér por- és gázfelhőiből keletkeznek, annak gravitációs összehúzódása révén. A gravitációs összehúzódás során a gravitációs erő pozitív előjelű munkát végez, vagyis a részecskék mozgási energiáját növeli az összehúzódás. A részecskék nagyobb mozgási energiája pedig nagyobb hőmérsékletet jelent, vagyis az anyag felforrósodik az összehúzódástól. Úgy is mondhatjuk, hogy az összehúzódás hatására a rendszer gravitációs potenciális eergiája csökken, és ez átalakul a részecskék mozgási (termikus) energiájává. A por- és gázfelhők tipikus összetétele:
| izotóp | tömeg- | atom- |
| \(\mathrm{{}^1_1H}\) könnyűhidrogén | 75 | 89 |
| \(\mathrm{{}^4_2He}\) hélium | 25 | 11 |
| egyéb izotópok | nyomokban | nyomokban |
A könnyűhidrogén magja csak egy protonból áll, neutronja nincsen.
Azokat a csillagokat, amik az ősrobbanásban létrejött (primordiális, elsőrendű) gázfelhő összehúzódásából jöttek létre, elsőgenerációs csillagoknak nevezzük. Az ő kezdeti anyaguk a hidrogén és hélium mellett csupán egy nagyon kevés deutériumot és lítiumot tartalmazott:
| egyéb anyag | arány |
| \(\mathrm{{}^2_1H}\) (nehézhidrogén, deutérium) | \(2,6\cdot 10^{-5}\ \mathrm{atom\%}\) |
| \(\mathrm{{}^7_3Li}\) (lítium) | \(10^{-9}\ \mathrm{atom\%}\) |
| \(\mathrm{{}^6_3Li}\) (lítium) | \(10^{-13}\ \mathrm{atom\%}\) |
Amikor a gázfelhő összehúzódik, a gravitációs mező munkavégzése pozitív (mivel az erő és az elmozdulás azonos irányúak). A pozitív munkavégzés a munkatétel alapján a részecskék mozgási energiáját növeli, ami a hőmérsklet emelkedésével jár együtt. Tehát az összehúzódástól a gázfelhő felforrósodik. A nyomás és hőmérséklet az összehúzódott felhő közepén (magjában) a legmagasabb. Egy ponton megáll az összehúzódás, mert