Størrelserne på stjerner er tegnet i Hertzsprung-Russell-diagrammet. Størrelserne spænder fra superkæmpe til brun dværg. Opfattelsen af størrelsen på en stjerne kan også påvirkes af stjernens nærhed og lysstyrke. Kort sagt, en nærliggende hvid dværg kan synes at være lysere end en fjern rød Super Giant. Der er også utallige andre faktorer, der påvirker vores opfattelse af størrelsen på en stjerne, og astronomer søger konstant efter og opdager dem.
Super gigantiske stjerner
Stjernerne kendt som Super Giants er lysende stjerner med en masse mere end 10 gange højere end vores sols og er begyndt at henfalde. Med disse stjerner trækker kernerne sig sammen, opvarmes og fyres for at smelte helium til kulstof og ilt. Når disse stjerner udvider sig, nærmer de sig størrelsen på de ydre planets baner. Hvis dette sker, bliver de røde superkæmper. Når stjernen henfalder, komprimeres kulstof- og iltblandingen i kernen og opvarmes og smelter sammen i en blanding af neon, magnesium og ilt. Brint- og heliumfusion bevæger sig ud, hvilket skaber indlejrede skaller omkring kernen. Når kulstoffusion dør ud, bevæger den resterende blanding af neon, magnesium og ilt sig også ud i en skal. Røde supergiganter kan også trække sig sammen, varme op og danne blå supergiganter.
Kæmpe stjerner
Kæmpestjerner starter med en masse omkring 0,8 til ca. 10 gange solens masse af vores sol. Efterhånden som de udvikler sig, løber brændstoffet i kernen ud, og heliumkernen trækker sig sammen, opvarmes og udvides derefter til at danne en skal omkring den gamle kerne. Når det sker, bliver stjernen lysere og udvider sig, og stjernen bliver en rød kæmpe.
Hovedrækkefølge Hvide dværgstjerner
Hovedsekvens hvide dværgstjerner er ligesom vores sol i den centrale del af deres udvikling. I denne fase smelter helium i kernen til brint. Disse stjerner har en masse på 75 procent til 120 procent af vores sols masse. Hovedsekvensstjerner udvides til at blive kæmpestore eller superkæmpestjerner, når kernens brint løber tør. Denne progression, kaldet soludvikling, varierer meget i tidsperioden. Jo højere massen af stjernen er, desto kortere er den evolutionære cyklus, fordi stjerner med højere masse bruger deres brintbrændstof meget hurtigere end stjerner med lavere masse. Denne proces kan tage så lidt som 2 millioner år for stjerner med stor masse. Stjerner med mindre masse kan vare så længe som 3 til 12 milliarder år, næsten det samme tidsrum, som projiceres for galaksen.
Brune dværge
Brune dværgstjerner har ikke nok masse til at køre den fulde kernefusionsproces og overgang fra hovedsekvens til kæmpe eller superkæmpe stjerner. Hvis deres masse er mellem 12 Jupiter-masser og 78 Jupiter-masser, smelter de deuterium, som er tungt brint med en ekstra neutron, til helium. Hvis de er mindre end 13 Jupiter-masser, stopper fusionen helt.