Các ngôi sao cân bằng năng lượng do phản ứng tổng hợp nhiệt hạch giải phóng với lực hấp dẫn dựa trên kích thước khổng lồ của chúng. Hầu hết các ngôi sao hợp nhất hydro thành heli, giải phóng ánh sáng và nhiệt năng. Các ngôi sao kết dính với nhau vì một lượng lớn vật chất tham gia nén khí, tạo thành một quả cầu phát sáng. Quá trình này được gọi là cân bằng thủy tĩnh.
Các ngôi sao hình thành khi các đám mây khí hydro ngưng tụ thành một khu vực tập trung. Khối lượng tạo thành nén đám mây hydro thành một hình cầu, tạo thành một tiền sao. Khi vật chất tích tụ nhiều hơn, đám mây sụp đổ, tăng mật độ của nó cho đến khi hydro bắt đầu giải phóng năng lượng thông qua phản ứng tổng hợp nhiệt hạch. Điều này làm cho đám mây khí nở ra cho đến khi cân bằng giữa các lực hấp dẫn nén đám mây khí cân bằng với sự giãn nở. Các phản ứng nhiệt hạch ở lõi vận chuyển nhiệt năng và năng lượng bức xạ tới bề mặt của quả cầu tỏa ra không gian.
Vòng đời của một ngôi sao phụ thuộc vào khối lượng của nó. Khi một ngôi sao bắt đầu phản ứng tổng hợp, nó sẽ đi vào dãy chính và duy trì trạng thái cân bằng thủy tĩnh trong hàng tỷ năm. Những ngôi sao rất lớn phát sáng với ánh sáng xanh lam và tiêu hao nhiên liệu nhanh hơn, cuối cùng sụp đổ khi lực hấp dẫn nén phần vật chất còn lại. Sự sụp đổ này thường dẫn đến một siêu tân tinh đẩy vật chất của ngôi sao vào không gian. Những ngôi sao nhỏ hơn trải qua kiểu sụp đổ này, nhưng không phải lúc nào chúng cũng phát nổ. Mọi ngôi sao trên dãy chính cuối cùng sẽ tiêu hao nhiên liệu và bắt đầu quá trình sụp đổ và mở rộng thành một ngôi sao khổng lồ đỏ trước khi sụp đổ thành một ngôi sao lùn trắng.
