宇宙中含量最多的元素是氢元素，它占据了宇宙中所有普通物质（不包括暗物质和暗能量）的约75%质量，以及约90%的原子数量。氢元素的形成可以追溯到宇宙大爆炸后的极早期，在大爆炸后的几分钟到几十分钟内，宇宙的温度和密度极高，足以发生核聚变反应。这个时期被称为“太初核合成”。在这个过程中，质子和中子结合形成了氘（氢的同位素），然后进一步聚变形成了氦，以及微量的锂和铍。由于宇宙迅速膨胀和冷却，更重的元素无法大量形成，因此氢成为了宇宙中主要的组成元素。

在宇宙的元素组成中，轻元素较为丰富，而重元素则相对稀少。宇宙中一共有92种自然存在的元素，从氢（原子序数1）到铀（原子序数92）。在宇宙最初形成时，只有氢和氦两种元素。比氢和氦重的所有其他元素（在天文学中统称为“重元素”）都是在恒星中合成的。到目前，氢和氦两种元素仍然是宇宙中最多的元素，占所有物质总量的99%以上，重元素占宇宙物质总量的比重只有不到1%，而且元素越重（原子序数越大），所占的比例越小。所有比铀重（原子序数比铀大）的元素都是人工合成元素，在宇宙中是不存在的。