全書共有九章。第一章介紹核天體物理的基礎知識；第二章闡述天體核反應的特點和計算方法；第三章講述原初核合成過程；第四章介紹恒星中的核燃燒過程；第五章敘述比鐵重的元素合成；第六章介紹宇宙中的各種信使；第七章討論認識宇宙所使用的核時鐘；第八章總結一些核天體物理實驗技術；第九章介紹核天體物理前沿研究進展。為了便于讀者自學，本書力求淺顯易懂，并配有習題練習以鞏固所學知識。