การสังเคราะห์นิวเคลียสของมหานวดารา (อังกฤษ: Supernova nucleosynthesis) คือการสร้างธาตุทางเคมีชนิดใหม่ๆ ขึ้นจากภายในมหานวดารา โดยพื้นฐานแล้วเกิดขึ้นจากการสังเคราะห์นิวเคลียสที่ระเบิดขึ้นระหว่างการเผาผลาญออกซิเจนและซิลิกอน[1] ปฏิกิริยาฟิวชันเหล่านี้ทำให้เกิดธาตุใหม่คือ ซิลิกอน ซัลเฟอร์ คลอรีน อาร์กอน โซเดียม โพแทสเซียม แคลเซียม สแกนเดียม ไททาเนียม และ ธาตุจำพวกเหล็ก เช่น วาเนเดียม โครเมียม แมงกานีส เหล็ก โคบอลต์ นิกเกิล เป็นต้น การระเบิดของมหานวดาราแต่ละครั้งจะส่งสสารธาตุมากมายฟุ้งกระจายออกไปในมวลสารระหว่างดาว สำหรับธาตุหนักอื่นๆ (ที่หนักกว่านิกเกิล) เชื่อว่าเกิดขึ้นจากกระบวนการจับตัวของนิวตรอนในการสังเคราะห์นิวเคลียสประเภทอื่น