Ha csillagtömeg nem éri el a Nap tömegének tizedét, az energiatermelés nem indul meg, a csillag halva született. Az ennél nagyobb tömegű csillagban néhány százmillió, vagy akár néhány százezer év után kerül sor az energiatermelésre. Kezdődik a csillag felnőttkora. Ilyenkor a csillag állapota nagyjából állandó, stabilis. Ez az állapot a kisebb tömegű csillagoknál néhány ezermillió évig, a nagyobbaknál néhány millió évig tart.
0,1 Naptömeg-0,8 Naptömeg kezdeti tömeg esetében a hidrogén feltűnőbb jelenségek nélkül idővel kifogy. Mivel hiányzik a középső rész forró anyagának gáznyomása, a csillag összeroppan, a gravitációs erő felizzítja, azután a csillag várja lassú kihűlését. Fehér törpe lett belőle. A fehér törpék lassan kihűlnek, és 1-10 milliárd év alatt belevesznek a világegyetem sötétjébe (fekete törpe állapot).
0,8 Naptömeg – 1,2 Naptömeg között a hidrogén fogyásának megindulásakor a csillag belseje összeroppan, százmillió fokra is felmelegszik. A csillag felfúvódik, vörös óriás lesz belőle. Végül teljesen elfogy a hidrogén, a vörös óriásból is fehér törpe lesz. A Nap is ebbe a csoportba tartozik: 5 milliárd év múlva vörös óriássá lesz, és méretével ki fogja tölteni a Naprendszer nagy részét. A kihűlésre csak azután kerül sor.
A nagy tömegű csillagok (1,2-2 naptömeg) viszonylag gyorsan, néhány millió év alatt elhasználják a magjukban lévő hidrogént. Mivel ekkor a kifelé ható nyomás kisebb lesz, mint a befelé ható erő, összehúzódásnak, ami felmelegíti a csillagot kb. 50 millió Kelvinre. Ekkor a hélium fúziója kerül sorra – miközben szén és oxigén keletkezik – és vörös óriássá, illetve vörös szuperóriássá fújja fel a csillagot. A hélium kifogytával olyan erős gravitációs összehúzódás következik, aminek eredményeképpen a mag hőmérséklete eléri a 700 millió K-t. Ez elég ahhoz, hogy a magban lévő szén is “begyulladhasson”, megállítva a további összeomlást. Eközben neon, magnézium, oxigén és hélium keletkezik. A szén teljes elégését ismét összehúzódás követi, ami a neon elégéséhez vezet kb. 1 milliárd fokon. A neon után az oxigén “begyulladása” kezdődik kb. 1.5 milliárd Kelvinen. Az oxigén “égésterméke” kén és szilicium. Végül a csillag magjában vas keletkezik, amiből már nem lehet több energiát kifacsarni. A csillag magja a gravitáció miatt hirtelen összeroppan, anyaga tisztán neutronokból álló anyaggá alakul át: nagyon sűrű, kis méretű neutroncsillag keletkezik. Az összeomlás óriási lökéshullámot kelt, ami valósággal szétfújja a külső burkokat: a csillag felrobban.
Az ilyen csillagkatasztrófát szupernóva-robbanásnak nevezzük. A robbanás során újabb kémiai elemek keletkeznek, majd a csillag anyaga szétáramlik az űrbe: az egykori csillag helyén egy folyamatosan táguló szupernóva-maradvány látható. A neutroncsillag általában pulzárként azonosítható, de gyakran előfordul, hogy nem sikerül észlelni.
Az összeomló csillagmag fekete lyukként is végezheti, ha megfelelően nagy volt a kezdeti tömeg. Ekkor olyan nagy mértékű az összehúzódás, hogy gravitációs kollapszus lép fel, és a csillag tömege tulajdonképpen egy ponttá esik össze, aminek végtelen a sűrűsége. Ez a szingularitás. A fekete lyukról semmi nem szökhet el, még a fény sem, így nem látható. Jelenlétüket esetleges kísérőcsillagaik mozgása alapján feltételezzük.