當一顆恆星度過它漫長的青壯年期——主序星(main sequence)階段，步入老年期時，它將首先變為一顆紅巨星。　　稱它為“巨星”，是突出它的體積巨大。在巨星階段，恆星的體積將膨脹到十億倍之多。　　稱它為“紅”巨星，是因為在這恆星迅速膨脹的同時，它的外表面離中心越來越遠，所以溫度將隨之而降低，發出的光也就越來越偏紅。不過，雖然溫度降低了一些，可紅巨星的體積是如此之大，它的光度也變得很大，極為明亮。肉眼看到的最亮的星中，許多都是紅巨星。　　在赫·羅圖( Hertzsprung-Russell diagram)中， 紅巨星分佈在主星序區的右上方的一個相當密集的區域內，差不多呈水平走向。　　我們來較詳細地看看紅巨星的形成。我們已經知道，恆星依靠其內部的熱核聚變而熊熊燃燒著。核聚變的結果，是把每四個氫原子核結合成一個氦原子核，並釋放出大量的原子能，形成輻射壓。　　處於主星序階段的恆星，核聚變主要在它的中心（核心）部分發生。輻射壓與它自身收縮的引力相平衡。　　氫的燃燒消耗極快，中心形成氦核並且不斷增大。隨著時間的延長，氦核周圍的氫越來越少，中心核產生的能量已經不足以維持其輻射，於是平衡被打破，引力佔了上風。有著氦核和氫外殼的恆星在引力作用下收縮，使其密度、壓強和溫度都升高。氫的燃燒向氦核周圍的一個殼層裡推進。　　這以後恆星演化的過程是：核心收縮、外殼膨脹——燃燒殼層內部的氦核向內收縮並變熱，而其恆星外殼則向外膨脹並不斷變冷，表面溫度大大降低。這個過程僅僅持續了數十萬年，這顆恆星在迅速膨脹中變為紅巨星。

因為有足夠的氦可以點燃,在坍縮過程中由勢能轉化為熱能,點燃氦,氦燃燒發出大量的熱,使星體膨脹,同時由於氦在內層,氫在外層,因此外層的氫會被劇烈的恆星風吹走,這個時候大約損失0.3的恆星質量

白矮星是氦點燃後形成的產物,當氦燃燒減緩,抵擋不住引力,紅巨星的核心會坍縮成白矮星,而同時將外殼拋掉

如果恆星質量不足點燃氦,就像比鄰星那樣,會緩慢持續的進行氫燃燒,就是所謂紅矮星