Chuỗi phản ứng thứ hai, trong đó 4 hạt nhân H cuối cùng có thể tạo ra 1 hạt nhân He được gọi là chu trình CNO tạo ra ít hơn 10% tổng năng lượng mặt trời. Điều này liên quan đến các nguyên tử cacbon không được tiêu thụ trong quy trình tổng thể. Các chi tiết của chu trình CNO này như sau:

{ 12 C + 1 H → 13 N + γ then 13 N → 13 C + e + + ν e then 13 C + 1 H → 14 N + γ then 14 N + 1 H → 15 O + γ then 15 O → 15 N + e + + ν e then 15 N + 1 H → 12 C + 4 H e + γ {\displaystyle \left\{{\begin{aligned}&&{}^{12}\!\mathrm {C} +{}^{1}\!\mathrm {H} &\rightarrow {}^{13}\!\mathrm {N} +\gamma \\{\text{then}}&&{}^{13}\!\mathrm {N} &\rightarrow {}^{13}\!\mathrm {C} +e^{+}+\nu _{e}\\{\text{then}}&&{}^{13}\!\mathrm {C} +{}^{1}\!\mathrm {H} &\rightarrow {}^{14}\!\mathrm {N} +\gamma \\{\text{then}}&&{}^{14}\!\mathrm {N} +{}^{1}\!\mathrm {H} &\rightarrow {}^{15}\!\mathrm {O} +\gamma \\{\text{then}}&&{}^{15}\!\mathrm {O} &\rightarrow {}^{15}\!\mathrm {N} +e^{+}+\nu _{e}\\{\text{then}}&&{}^{15}\!\mathrm {N} +{}^{1}\!\mathrm {H} &\rightarrow {}^{12}\!\mathrm {C} +{}^{4}\!\mathrm {He} +\gamma \\\end{aligned}}\right.}

Quá trình này có thể được hiểu rõ hơn bởi hình ảnh bên phải, bắt đầu từ đỉnh theo chiều kim đồng hồ.