Der O-Prozess, meist eher Sauerstoff-Brennen genannt, ist ein wichtiger Mechanismus zur Energieumwandlung durch thermonukleare Fusion (siehe unter diesem Eintrag für Details) in mittelschweren bis schweren Sternen.
Das O bezieht sich auf das chemische Symbol des Elements Sauerstoff (engl. oxygen), das in Form des Isotops O-16 bei diesen Reaktionen fusioniert wird. Die 'Asche' dieser Prozesse sind im Wesentlichen Silizium (Si), Schwefel (S), Phosphor (P) und Magnesium (Mg).