r過程主要發生在大質量恆星演化後期產生的超新星爆發裡。此時的環境中，中子密度很高（每立方厘米至少有1.0e24箇中子），溫度很高。鐵核捕獲中子的速率（1秒鐘捕捉100箇中子）比b衰變快，因而產生質子數相同，中子數不同的同位素。在中子密度減少之後，這些不穩定的放射性元素自發地放出射線（a射線，b射線，g射線等），衰變成其他穩定的元素。但研究發現，超新星爆發不是一個足夠有效的產生重元素的機制。2017年LIGO和Virgo聯合探測到的雙中子星合併事件表明，雙中子星併合也貢獻了宇宙中的r過程核子，比如金。

s過程通常發生在中小質量恆星演化到後期的漸近巨星分支恆星（AGB stars）裡。AGB星中，中子密度較低，溫度中等。種核捕獲一箇中子後，如果新產生的同位素是穩定的，那麼它會繼續捕獲中子；如果是不穩定的，那麼在它捕獲下一個中子前，就會b衰變形成穩定的元素。AGB星本身的核反應只能進行到碳和氧，所以s過程中做為種核的鐵來源於上一代大質量恆星的超新星爆發。s過程能產生的重元素，主要取決於恆星能產生的中子數，以及鐵元素在恆星內最初的丰度分佈。

r過程被認為發生在超新星爆發的最初幾秒鐘內，而s過程則可以持續進行數千年。