Perioada nucleosintezei, cuprinzând intervalul de timp de la 3 până la 15 minute după Big Bang, încheie perioada Universului timpuriu care a constat din:

• era cuantică
• era inflaționară
• era quarqurilor
• era hadronică
• era leptonică.

Fuziunea nucleului de deuteriu (format dintr-un proton și un neutron) este reacția cea mai importantă din timpul nucleosintezei. La temperaturi foarte mari (10⁹ K) este valabilă egalitatea dintre numărul de protoni cu numărul de neutroni, dar odată cu scăderea temperaturii devine importantă dezintegrarea neutronului liber și deuteriul începe să devină stabil. Scăderea rapidă a densității numerice neutron-proton duce la formarea de Heliu⁴ și a unor elemente reziduale mai grele, acesta fiind momentul încheierii procesului de nucleosinteză și crearea condițiilor pentru procesul de recombinare a hidrogenului.

• E. Toma, Introducere in astrofizica, Editura Tehnica, 1980