Theo Đại học Michigan, lý do khiến các ngôi sao phình ra về kích thước sau khi cạn kiệt lõi hydro là do các ngôi sao bắt đầu nung chảy helium. Heli giải phóng nhiều năng lượng hơn trong quá trình nhiệt hạch so với hydro giải phóng trong quá trình này. Lượng năng lượng do heli tạo ra lớn hơn năng lượng cần thiết để ngăn chặn sự sụp đổ của lực hấp dẫn, khiến ngôi sao phình to về kích thước.
Theo Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Quốc gia, tất cả các ngôi sao cuối cùng sẽ sụp đổ sau khi cạn kiệt nhiên liệu. Những ngôi sao nhỏ trở thành sao lùn trắng trong khi những ngôi sao lớn nhất kết thúc cuộc đời khi chúng sụp đổ thành hố đen. Những ngôi sao có khối lượng trung bình trở thành những vật thể rất dày đặc được gọi là sao neutron.
Theo Đại học Harvard, trong quá trình trở thành sao khổng lồ đỏ, các lớp bên ngoài của ngôi sao tăng lên rất nhiều về kích thước trong khi lõi co lại về kích thước. Ngoài ra, khi ngôi sao nở ra nhiều như vậy, bề mặt của nó sẽ nguội đi đáng kể. Theo Harvard, những người khổng lồ đỏ tăng kích thước lên tới 70 lần trước khi hydro cạn kiệt.
Cuối cùng, mặt trời của Trái đất được định sẵn để trở thành một sao khổng lồ đỏ. Theo Đại học Michigan, đường kính của mặt trời hiện bằng khoảng 1/100 của một đơn vị thiên văn. Khi mặt trời trở thành một sao khổng lồ đỏ, đường kính của nó chắc chắn sẽ tăng lên hơn một đơn vị thiên văn.
