当氦星核中心的温度达到1亿开时，氦燃烧被点燃。 氦燃烧把三个氦原子核聚合成一个碳原子核。由此生成的碳原子核又可吸收一个氦原子核，生成氧原子核。氧原子核还可吸收一个氦原子核，生成氖原子核，不过发生这一反应的概率很低。至于氖原子核进一步吸收氦原子核的概率就更低了，可以忽略不计。恒星的氦燃烧速度比氢燃烧快得多，对于太阳，氦燃烧阶段只能持续大约20亿年。 氦-3是一种核聚变发电燃料。用氦-3进行核聚变反应具有很多优点：
①反应产生的能量更大；
②传统的氚核反应过程中，伴随核聚变能的产生，要产生大量的高能中子，而这些中子能够对核反应装置产生广泛的放射性损伤；相反的，若用氦- 3作为反应物，则主要产生高能质子而不是中子，对环境保护更为有利；
③氚本身具有放射性，氦-3不仅没有放射性，而且反应过程易于控制。因此氦-3是一种清洁、高效、安全的核聚变发电燃料。 氦-3不仅是核聚变发电燃料，而且也是火箭和飞船的燃料，未来的载人火星飞船，可以从月球上添加这种燃料，然后飞往火星。另外，从月球土壤中每提取一吨氦-3，可得到6300吨氢、70吨氮和1600吨碳。氢也可以作火箭燃料，同时如与氧结合，还可以制成水。 月壤中氦-3的含量较为稳定。根据“阿波罗”飞行和月球探测器的结果计算分析，月壤中氦-3资源总量可达100万～500万吨。而地球上天然气可提取的氦-3 是非常少的，大约只有15～20吨。 建设一个500兆瓦的氦-3核聚变发电站，每年消耗的氦-3仅需50千克。如果美国全部采用氦-3核聚变发电, 年发电总量仅需消耗25吨的氦-3，而中国仅需要8吨。全世界的年总发电量约需100吨氦-3。换句话说，月壤中的氦-3可供应地球能源需求上千年。另外，氦-3 的能量回报率为270，原子能发电的能量回报率为20，煤为16。 将来如果在月球上建立核聚变发电站，将发出的电能传输到静止轨道上的中继卫星，再传送到位于地球上的接收站，然后再分配到各个地区，即可供用户使用。另外，也可以将月球表面的尘埃收集起来，从中分离出氦-3，然后将其变成液态带回地球。科学家计算，每年只需发射2～3艘载重50吨的货运飞船到月球上去，从月球上运回100至150吨的氦-3，即可供全人类作为替代能源使用一年，而它的运输费用只相当于目前核能发电的几十分之一
