Tyypistä riippuen tähtien elinaika on satoja miljoonia kymmeniä miljardeja vuosia. Yleensä mitä isompi tähti on, sitä nopeammin se käyttää ydinpolttoaineensa, joten pisinikäiset tähdet kuuluvat pienimpiin. Pisin elinajan tähdet ovat punaisia kääpiöitä; jotkut saattavat olla melkein yhtä vanhoja kuin itse maailmankaikkeus.
Punainen kääpiötähti
Tähtitieteilijät määrittelevät punaisen kääpiön tähdeksi, jolla on noin 0,08 - 0,5 kertaa auringon massa ja joka muodostuu pääasiassa vetykaasusta. Niiden koot ja massat ovat hyvin pieniä verrattuna muun tyyppisiin tähtiin; vaikka valkoiset kääpiöt, neutronitähdet ja muutkin voivat olla vielä pienempiä, niillä on paljon suurempi massa. Normaalin käyttöiän aikana punaisen kääpiön pintalämpötila on noin 2700 celsiusastetta (4900 astetta Fahrenheit-astetta), tarpeeksi kuuma hehkumaan punaisella värillä. Pienikokoisuutensa takia ne polttavat vedynsa hyvin hitaasti ja niiden teorian mukaan niiden elää 20 miljardista 100 miljardiin vuoteen.
Valovoima ja elinikä
Tähden elinikä riippuu sen kirkkaudesta tai energiantuotannosta sekunnissa. Tähden koko eliniän energiantuotanto on sen kirkkaus kerrottuna elinaikalla. Vaikka suuremmat tähdet aloittavat elämänsä enemmän massaa, niiden kirkkaus on myös paljon suurempi. Esimerkiksi aurinko, jonka pintalämpötila on 5600 celsiusastetta (10000 astetta Fahrenheit-astetta), on väriltään keltainen. Sen korkeampi lämpötila ja suurempi pinta-ala tarkoittaa, että se säteilee enemmän energiaa sekunnissa kuin punainen kääpiö; sen käyttöikä on myös lyhyempi. Tähtitieteilijät uskovat, että aurinko, joka on paistanut tasaisesti noin 5 miljardia vuotta, on jäljellä useita miljardeja.
Ydinfuusio
Syy siihen, miksi tähdet loistavat miljoonista miljardeihin vuosiin, on ydinfuusio-nimisessä prosessissa. Tähden sisällä valtavat gravitaatiovoimat puristavat ytimen kevyitä atomeja, kunnes ne sulautuvat yhteen muodostaen painavampia elementtejä. Useimmat tähdet fuusioivat vetyatomeja muodostaen heliumia; kun tähti loppuu vedystä, se toimii muilla reaktioilla, jotka tuottavat alkuaineet rautaan asti. Fuusioreaktiot vapauttavat suuria määriä energiaa - jopa 10 miljoonaa kertaa enemmän kuin kemiallisen palamisen tuottama energia. Fuusioreaktioita tapahtuu kuitenkin harvoin, joten tähden polttoaine kestää hyvin kauan.
Tähtien elinkaari
Useimpien tähtien elämä noudattaa ennustettavaa mallia; ne muodostuvat aluksi vety- ja muista tähtienvälisistä osista. Jos riittävästi kaasua on läsnä, painovoimat vetävät materiaalin karkeasti pallomaiseksi muodoksi, ja sisätila tiheytyy ulkokerrosten paineen vuoksi. Riittävällä paineella vety sulaa ja tähti loistaa. Miljoneista miljardeja vuosia myöhemmin tähdestä loppuu vety ja sulautuu helium, jota seuraa muita elementtejä. Lopulta tähden polttoaine loppuu ja se romahtaa, mikä johtaa räjähdykseen, jota kutsutaan novaksi tai supernovaksi. Tähden jäännöksistä voi tulla valkoinen kääpiö, neutronitähti tai musta aukko, sen alkuperäisestä koosta riippuen. Ajan myötä valkoiset kääpiöt ja neutronitähdet jäähtyvät ja niistä tulee tummia esineitä.
