Theo Đại học Leicester, những ngôi sao có khối lượng lớn là những ngôi sao có khối lượng ít nhất gấp ba lần Mặt trời. Ngược lại, những ngôi sao có khối lượng thấp có khối lượng nhỏ hơn một nửa Mặt trời , và các sao khối lượng trung gian có khối lượng nằm giữa hai cực. Những ngôi sao có khối lượng lớn là những ngôi sao lớn nhất, nóng nhất và sáng nhất.
Ngôi sao lớn nhất từng biết có khối lượng xấp xỉ 265 lần Mặt trời. Tuy nhiên, một số nhà khoa học cho rằng những phép đo này không chính xác, và những ngôi sao có kích thước gấp 200 lần Mặt trời không thể hình thành. Một số ngôi sao khác có khối lượng gấp 150 lần Mặt trời trở lên. Do nhiệt độ cực cao của chúng, các ngôi sao có khối lượng lớn có màu trắng, trắng xanh hoặc xanh lam. Những ngôi sao này sử dụng hết nhiên liệu hydro trong lõi của chúng rất nhanh, vì vậy chúng tồn tại trong một thời gian tương đối ngắn so với các loại sao khác.
Khi các ngôi sao có khối lượng lớn chết đi, chúng sẽ đi qua một giai đoạn khổng lồ màu đỏ, trong đó chúng phình to đến kích thước khổng lồ. Ngay sau giai đoạn khổng lồ đỏ, các ngôi sao bùng nổ trong các vụ nổ siêu tân tinh. Tất cả các nguyên tố trong vũ trụ nặng hơn heli đều được tạo ra trong những vụ nổ này. Những sự kiện thiên hà quan trọng này để lại một lõi nhỏ của ngôi sao ban đầu, có thể tạo thành sao neutron, sao xung hoặc lỗ đen.
