O ciclo carbono-nitróxeno-osíxeno é unha das dúas reaccións de fusión nuclear polas que as estrelas converten o hidróxeno en helio; a outra reacción é a cadea protón-protón. A pesar que esta é importante para as estrelas do tamaño do Sol ou menores, os modelos teóricos mostran que o ciclo carbono-nitróxeno-osíxeno é a fonte principal de enerxía nas estrelas de masa máis elevada. Este ciclo é tamén probablemente a principal fonte de produción de nitróxeno e de osíxeno.