Las estrellas de mayor tamaño, cuyo tremendo peso da lugar a temperaturas incluso más altas en sus núcleos, utilizan un proceso de fusión más complejo, llamado el "ciclo CNO". En esta reacción, trazas de carbono, nitrógeno y oxígeno sirven como catalizadores para fusionar cuatro núcleos de hidrógeno y formar uno de hélio. Mientras que este método produce más energía, las temperaturas que se necesitan para que sea posible se dan únicamente en estrellas más masivas que el Sol. Dichas estrellas están condenadas a una corta vida, al consumir su "combustible" extremadamente rápido.