是晚年恒星的一种特有的状态，也标志着该恒星寿终正寝。大体上需要经过以下几个过程。
内核收缩：当恒星内部的燃料用光，热核反应迅速变慢。引力与扩张力平衡被打破，进而引力占据了上风。氦和氢外壳的恒星在自身引力的作用下收缩。
外壳膨胀：由于收缩的作用，压力、 温度、密度均随着升高，恒星外表没有燃烧的氢气开始燃烧，致使外壳开始向外膨胀。
简而言之，红巨星内壳收缩和外壳膨胀是红巨星引力和热核反应扩张力的一种失衡的状态。
我们的太阳也将在大约70亿年后燃料耗尽，演变成为一颗红巨星，边缘直达木星，不过届时人类也许掌握了星际移民的方法。大可不必担心。
“红巨星”是当一颗恒星度过它漫长的青壮年期——主序星阶段，步入老年期时，它将首先变为一颗红巨星。红巨星是恒星燃烧到后期所经历的一个较短的不稳定阶段，根据恒星质量的不同，历时只有数百万年不等，这与恒星几十亿年甚至上百亿年的稳定期相比是非常短暂的。
红巨星时期的恒星表面温度相对很低，但极为明亮，因为它们的体积非常巨大。在赫罗图上，红巨星是巨大的非主序星，光谱属于K或M型。之所以被称为红巨星是因为看起来的颜色是红的，体积又很巨大的缘故。金牛座的毕宿五和牧夫座的大角星是红巨星，猎户座的参宿四则是红超巨星。
