Углеро́дно-азо́тный цикл (CNO-цикл) — последовательность термоядерных реакций в звездах. Был впервые предложен Г. Бете в 1939 году. Такой цикл предусматривает наличие углерода внутри звезд и объясняет образование химических элементов в звездах. Углеродно-азотный цикл приводит к синтезу гелия из водорода при участии азота и углерода в качестве катализаторов. В углеродно-азотном цикле ядро атома углерода, имеющее массовое число 12, является катализатором — в результате нескольких реакций ядро углерода последовательно захватывает 4 протона, испытывает ядерный распад и вновь становится углеродом с массовым числом 12, в свою очередь испуская ядро гелия (ср. Водородный цикл). Такой тип реакции характерен для звезд, массивнее и горячее Солнца, так как происходит при более высоких температурах, чем происходящий на Солнце водородный цикл.