Quando o combustível hidrogénio no centro de uma estrela se esgota, as reacções nucleares começarão a sair para a sua atmosfera e a queimar o hidrogénio que está numa concha que envolve o núcleo. Como resultado, o exterior da estrela começa a expandir-se e a arrefecer, tornando-se muito mais avermelhado. Com o tempo, a estrela irá transformar-se num gigante vermelho e crescer para mais de 400 vezes o seu tamanho original.
À medida que se expandem, gigantes vermelhos engolfam alguns dos seus planetas que se aproximam ou que mordem. No caso do Sol, isto significará o fim ardente de todos os planetas interiores do nosso Sistema Solar, que também pode incluir a Terra; mas não se preocupe, isto não acontecerá durante mais 5.000.000.000 anos.
Enquanto a atmosfera da estrela cresce, o seu núcleo encolhe devido à gravidade. As temperaturas e pressões no meio aumentam até que as condições sejam adequadas para que a fusão nuclear recomece, mas desta vez utilizando hélio como combustível, em vez de hidrogénio.
Com a estrela a ser alimentada por hélio, as suas camadas exteriores voltam ao normal durante algum tempo e começa a encolher, a aquecer e a ficar um pouco mais azul. No entanto, esta fase dura apenas cerca de um milhão de anos, uma vez que o hélio se esgota rapidamente. Quando o faz, o núcleo encolhe novamente e desta vez o hélio começa a queimar numa concha à volta do núcleo e o hidrogénio pode começar a queimar numa concha à volta disso! As camadas exteriores da estrela começam a crescer, arrefecer e ficar vermelhas novamente ao entrar na sua segunda fase gigante vermelha.
O que acontece a seguir depende da massa da estrela. Pequenas estrelas semelhantes ao Sol movem-se para uma fase de nebulosa planetária, enquanto as estrelas maiores do que cerca de 8 vezes a massa do Sol são susceptíveis de terminar os seus dias como uma supernova.