Nukleosintesis eksplosif adalah penciptaan unsur-unsur berat yang terjadi di jantung supernova. Supernova adalah peristiwa astronomi yang sangat energik di mana bintang super raksasa menghabiskan bahan bakar nuklirnya dan runtuh karena gravitasinya sendiri. Materi yang jatuh memantul ke inti superpadat, menciptakan ledakan dan kejutan depan yang bergerak menjauh dari inti dengan kecepatan hingga 2000 km/s. Sebuah supernova dapat mengungguli galaksi induknya, dan mereka telah diamati oleh para astronom sejak sejarah kuno.
Bintang memperoleh energinya melalui fusi inti atom, terutama hidrogen dan helium. Ini disebut pembakaran hidrogen dan helium. Pada bintang yang sangat masif, pembakaran elemen-elemen ini menciptakan “abu” elemen yang lebih berat dan lebih berat — karbon, neon, silikon, besi, dan nikel — hingga akhirnya jumlah energi yang diperlukan untuk melebur inti melebihi energi yang dilepaskannya, dan reaksi berantai nuklir padam. Yang tersisa adalah inti besi-nikel yang terdiri dari sekitar 1.38 massa matahari, yang kemudian runtuh dengan cepat menjadi bintang neutron atau lubang hitam, menyebabkan supernova dari pantulan balik. Jenis supernova lain, yang disebut supernova Tipe Ia, terjadi pada bintang yang kurang masif. Supernova Tipe Ia terjadi ketika katai putih karbon-oksigen melebihi ambang batas massa matahari yang sama 1.38 dan membakar semua isinya dalam hitungan detik.
Dalam kedua jenis supernova, suhu dalam miliaran derajat tercipta di intinya, dan beberapa materi massa matahari dikeluarkan ke luar dengan kecepatan 3% dari kecepatan cahaya. Meskipun menggabungkan inti besi dan nikel sangat mahal dalam hal energi, supernova lebih dari cukup untuk memulai reaksi yang diperlukan. Setiap elemen yang lebih berat dari besi pada Tabel Periodik dibuat dalam ledakan supernova atau merupakan produk peluruhan dari elemen-elemen tersebut.
Nukleosintesis supernova hanyalah salah satu kategori nukleosintesis. Jenis nukleosintesis yang lebih khas adalah nukleosintesis bintang, terutama dari jenis pembakaran hidrogen dan helium yang disebutkan sebelumnya. Ada juga nukleosintesis Big Bang, yang terjadi selama tiga menit pertama keberadaan alam semesta. Selama peristiwa ini, 24% atom hidrogen awal di alam semesta menyatu menjadi inti helium. Saat ini, alam semesta yang dapat diamati terdiri dari sekitar 74% hidrogen, 24% helium, 1% oksigen, dan 1% elemen lainnya.