氦闪发生在0.8太阳质量（M☉）至2.0M☉的低质量恒星核心，在红巨星阶段，是非常短暂的失控热核聚变，有大量的氦经由两次电离过程成为碳（预测太阳在离开主序带12亿年后会发生）。许多罕见的失控氦融合过程也可以在白矮星吸积的表面上进行。由于这些低质量恒星在核心的氢耗尽时，还无法进行氦融合反应来抵抗引力的作用，最终会因为氦是以量子力学的简并状态压力与引力平衡，而不是以热压力阻挡引力坍缩。这种氦在核心累积到一定的比例，便会进行很激烈的氦融合（燃烧）。这一挤压的过程导致核心的温度和密度增加，最后当核心的温度达到1亿K时，会以惊人的速率扩大与反抗重力，并使温度下降（在主序带阶段因为有太多的氢，所以不会发生）。 但简并物质的基本特质是温度变化不会影响体积，因此也不受流体静力平衡的通过融合率的规则限制，非常高的密度加快了融合速率，导致失控的核反应，在持续几分内释放出相当于整个银河的能量。这纯粹是以天文物理的模型来描述，因为正常的低质量恒星，能量会被外层的大气层吸收而未能发现与观察到。这个过程结束时，物质被加热到热压力再度成为主导，因此物质会膨胀和冷却。据估计，核心的质量大约40%是电子简并氦，6%的核心转换成碳。