النجوم عالية الكتلة لها كتلة أكبر بعدة مرات من كتلة الشمس. هذه النجوم أقل عددًا في الكون لأن سحب الغاز تميل إلى التكاثف في العديد من النجوم الأصغر. علاوة على ذلك ، لديهم عمر أقصر من النجوم منخفضة الكتلة. على الرغم من انخفاض أعدادها ، لا تزال هذه النجوم تتمتع ببعض الخصائص المميزة والملحوظة للغاية.
يتم تشغيل جميع النجوم عن طريق الاندماج النووي في جوهرها. يقضي النجم معظم حياته في مرحلة تُعرف باسم التسلسل الرئيسي ، حيث يدمج ذرات الهيدروجين في الهيليوم. النجم ذو الكتلة العالية سيكون لديه المزيد من الهيدروجين ليحرقه في هذه العملية. ستحافظ الطاقة المنبعثة من هذه العملية على درجات حرارة أعلى وسيحرق النجم بدوره كمية من الهيدروجين أكثر من النجم ذي الكتلة المنخفضة. وبالتالي ، فإن النجوم عالية الكتلة تحرق طاقتها بشكل أسرع من النجوم ذات الكتلة المنخفضة. يمكن لنجم كتلته عشرة أضعاف كتلة الشمس أن يعيش في التسلسل الرئيسي البالغ 20 مليون سنة ، بينما النجوم ذات الكتلة المنخفضة ، مثل النجوم القزمة الحمراء ، قد يكون لها عمر متسلسل رئيسي أكبر من العمر الحالي كون.
تنقسم النجوم إلى فئات مختلفة وفقًا لخصائصها الطيفية. الفئات الطيفية الرئيسية ، بترتيب انخفاض درجة الحرارة ، هي O و B و A و F و G و K و M. تتوافق هذه الفئات أيضًا مع كتلة النجوم ، مع كون النجوم من الفئة O هي الأكبر. الشمس نجمة من فئة G. كتلة النجوم من الفئة M تقارب 10 في المائة من كتلة الشمس ودرجة حرارة سطحها بين 2500 إلى 3900 كلفن. على النقيض من ذلك ، يمكن أن يكون للنجوم من الفئة O كتلة أكبر بـ 60 مرة من كتلة الشمس وتتراوح درجات حرارة سطحها بين 30،000 إلى 50،000 K. تشتمل الفئة الطيفية B على نجوم كتلتها تزيد عن ضعف أو ثلاثة أضعاف كتلة الشمس إلى حوالي 18 ضعف كتلة الشمس. تتراوح درجة حرارة النجوم من الفئة B من 11000 إلى 30.000 كلفن. تشتمل الفئتان الطيفية A و F على النجوم التي تكون كتلتها أكبر بقليل من كتلة الشمس.
يمكن للنجوم التي لا تقل كتلتها عن 1.3 ضعف كتلة الشمس أن تخضع لنوع مختلف من الاندماج عن ذلك الموجود في معظم النجوم الأخرى. تخضع النجوم الأقل ضخامة لانصهار الهيدروجين خلال حياتها المتتالية الرئيسية واندماج الهيليوم في حياتها اللاحقة. يمكن للنجوم الأكثر ضخامة أن تخلق الهيليوم من خلال اندماج الهيدروجين وكذلك عملية الكربون والنيتروجين والأكسجين. هذا يسمح لهذه النجوم بالاستمرار في الاحتراق حتى بعد استخدام كل الهيدروجين والهيليوم. في المقابل ، يمكن لهذه النجوم عالية الكتلة أن تدمج بشكل متزايد عناصر كبيرة في حياتها اللاحقة.
في نهاية حياة النجم ذي الكتلة العالية ، يتكون جوهره من الحديد. هذا الحديد مستقر ولن يخضع للانصهار. في النهاية ، ينهار اللب الحديدي بسبب الجاذبية ، ويمكن أن ينفجر النجم على شكل مستعر أعظم. اعتمادًا على كتلة النجم ، يمكن أن يصبح لب النجم نجمًا نيوترونيًا أو ثقبًا أسود. تختلف نقاط النهاية هذه كثيرًا عن غالبية النجوم الأخرى ، التي تُنهي حياتها كنجوم قزم أبيض أكثر سخونة.