Eksplozivna nukleosinteza je stvaranje teških elemenata koje se događa u srcu supernove. Supernova je iznimno energičan astronomski događaj u kojem supergigantska zvijezda iscrpljuje svoje nuklearno gorivo i kolabira pod vlastitom gravitacijom. Tvar koja pada odbija se o supergustu jezgru, stvarajući eksploziju i frontu udara koja se udaljava od jezgre brzinom do 2000 km/s. Supernova može zasjeniti svoju galaksiju domaćina, a astronomi su ih promatrali od davne povijesti.
Zvijezde dobivaju energiju fuzijom atomskih jezgri, uglavnom vodika i helija. To se zove izgaranje vodika i helija. U vrlo masivnim zvijezdama, sagorijevanje ovih elemenata stvara “pepeo” sve težih i težih elemenata – ugljika, neona, silicija, željeza i nikla – sve dok konačno količina energije potrebna za spajanje jezgri ne premaši energiju koju oslobađa, a nuklearna lančana reakcija se gasi. Ono što je ostalo je jezgra od željeza i nikla koja se sastoji od otprilike 1.38 solarnih masa, koja se zatim brzo urušava ili u neutronsku zvijezdu ili u crnu rupu, uzrokujući supernovu od odbijanja. Druga vrsta supernove, nazvana supernova tipa Ia, javlja se u manje masivnim zvijezdama. Supernova tipa Ia nastaje kada bijeli patuljak s ugljikom i kisikom prijeđe isti prag od 1.38 solarne mase i sagori sav svoj sadržaj u nekoliko sekundi.
U obje vrste supernove, temperature u milijardama stupnjeva stvaraju se u jezgri, a nekoliko solarnih masa materijala izbacuje se prema van pri 3% brzine svjetlosti. Iako je spajanje jezgri željeza i nikla vrlo skupo u smislu energije, supernova je više nego dovoljna da pokrene potrebne reakcije. Svaki element teži od željeza u periodnom sustavu ili nastaje u eksplozijama supernova ili je produkt raspada tih elemenata.
Nukleosinteza supernove samo je jedna kategorija nukleosinteze. Tipičniji tip nukleosinteze je zvjezdana nukleosinteza, prvenstveno gore spomenutog tipa izgaranja vodika i helija. Tu je i nukleosinteza Velikog praska, koja se dogodila tijekom prve tri minute postojanja svemira. Tijekom tog događaja, 24% početnih atoma vodika u kozmosu je stopljeno u jezgre helija. Trenutno se svemir koji se može promatrati sastoji od oko 74% vodika, 24% helija, 1% kisika i 1% ostalih elemenata.