Các ngôi sao trên dãy chính có cùng kích thước với Mặt trời bắt đầu như những ngôi sao màu vàng và biến thành những ngôi sao khổng lồ màu đỏ khi hết nhiên liệu hydro. Các ngôi sao khác co lại hoặc phát nổ, tùy thuộc vào kích thước của chúng.
Điều gì xảy ra với một ngôi sao khi nó già đi hoàn toàn phụ thuộc vào kích thước của nó. Những ngôi sao có khối lượng một phần tư Mặt trời không trở thành những ngôi sao khổng lồ đỏ; đúng hơn, chúng biến gần như ngay lập tức thành các ngôi sao lùn trắng. Những ngôi sao có khối lượng bằng một nửa Mặt trời trở thành những ngôi sao lùn đỏ tồn tại lâu dài. Bản thân Mặt trời được dự báo sẽ biến thành một sao khổng lồ đỏ trong vòng 5,4 tỷ năm tới, và bán kính của nó sẽ lớn hơn quỹ đạo hiện tại của Trái đất. Sau đó, nó sẽ bắt đầu hợp nhất heli chứ không phải hydro, cuối cùng hình thành một tinh vân hành tinh và trở thành sao lùn trắng khi nó không còn gì để hợp nhất. Những ngôi sao có kích thước gấp 8 đến 12 lần Mặt trời kết hợp các nguyên tố nặng hơn, chẳng hạn như carbon và neon, trước khi chúng trở thành sao lùn.
Những ngôi sao lớn hơn nhiều so với Mặt trời, chẳng hạn như Betelgeuse, không dần già đi. Những ngôi sao này sụp đổ và phát nổ trong các siêu tân tinh, cuối cùng tạo thành các sao neutron hoặc lỗ đen cực dày đặc. Các siêu tân tinh là cách các nguyên tố nặng hơn sắt được hình thành và phân tán một cách tự nhiên.
