质子﹣质子链反应是恒星内部将氢融合成氦的几种核聚变反应中的一种，另一种主要的反应是碳氮氧循环。质子﹣质子链反应在太阳或更小的恒星上占有主导的地位。

克服两个氢原子核之间的静电斥力需要很大的能量，并且即使在太阳高温的核心中，平均也还需要1010年才能完成。由于反应是如此的缓慢，因此太阳迄今仍能闪耀着，如果反应稍为快速些，太阳早就已经耗尽燃料了。

通常，质子﹣质子熔合反应只有在温度（即动能）高到足以克服它们相互之间的库仑斥力时才能进行。质子﹣质子反应是太阳和其它恒星燃烧产生能量来源的理论，是在1920年代由亚瑟·史坦利·艾丁顿主张和提出基本原则的。当时，太阳的温度被认为太低，以至于不足以克服库仑障壁。直到量子力学发展之后，发现质子可以经由波函数的隧道，穿过排斥障碍而在比传统预测为低的温度下进行聚变反应。