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  3氦過程與恆星物質的溫度和密度有強烈的關聯性。反應速率釋放出的能量與溫度的比例關係是指數的30次方和密度的平方。對照於質子-質子鏈反應產生能量的比率祇是溫度的四次方和與密度成正比。  與溫度這樣強烈的關聯性造成恆星在演化的後期進入紅巨星的階段。  對低質量的恆星,累積在核心的氦阻擋恆星進一步塌縮的只有電子簡併壓力,而這種在核心的壓力與溫度幾乎是毫無關聯的。如此的結果是,一旦一顆較小的恆星開始進行3氦過程,核心在反應中不會擴充套件也不會冷卻,只有不斷的增高溫度,結果是反應速率持續增加直到發生熱失控的反應。這個過程就是所知道的氦閃,雖然只有不到一分鐘的時間,但卻能夠燃燒掉核心60-80%的氦,並且導致巨大的能量釋出。  對較大質量的恆星,氦燃燒在環繞著簡併碳核心的殼層中進行。因為氦殼不是簡併的物質,因為氦燃燒能量釋放而增加的熱壓力造成恆星的膨脹,膨脹導致氦層溫度的下降而中止了反應,於是恆星再度收縮。這種週期性的過程造成恆星劇烈的變化,並將外層的物質吹離恆星。

  3氦過程高度的依賴碳-12和氦-4與鈹-8有能量共振的關係,而在1952年之前對這些能階仍是一無所知的。天文物理學家弗雷德·霍伊爾使用了碳-12在宇宙中是豐富的事實,作為碳-12有共振存在的證據,霍伊爾提出了想法給核子物理學家威廉·福勒,他承認這樣的能階是可能存在的,而在過去的工作中被忽略掉了。在簡要的規劃之後,他在加州理工學院凱洛格輻射實驗室的研究小組,就在7.65Mev附近發現了碳-12的共振。
3氦過程是3個氦原子核(α粒子)轉換成碳原子核的過程。