जब सूर्य जैसे किसी तारे के केंद्र में मौजूद हाइड्रोजन खत्म हो जाती है, तो वह मरने लगता है। केंद्र सिकुड़ता और गर्म होता है, और बाहरी परतें बहुत अधिक फैल जाती हैं। तारा फूलकर लाल विशालकाय तारा बन जाता है, जो अपने मूल आकार से सैकड़ों गुना बड़ा हो जाता है और उसकी सतह ठंडी हो जाती है। यह लाल रंग में चमकता है क्योंकि ठंडे तारे अधिक लाल प्रकाश उत्सर्जित करते हैं।

लगभग 5 अरब वर्षों में सूर्य एक लाल विशालकाय तारा बन जाएगा। यह बुध और शुक्र की कक्षा से भी आगे फैल जाएगा और संभवतः पृथ्वी को निगल जाएगा। पृथ्वी झुलस जाएगी और संभवतः नष्ट हो जाएगी। यदि पृथ्वी बच भी जाती है, तो उसके महासागर सूख जाएंगे और उसका वायुमंडल नष्ट हो जाएगा। इसके बाद सूर्य अपनी बाहरी परतें गिरा देगा और एक श्वेत बौना तारा बन जाएगा।

सभी लाल विशाल तारे एक जैसे नहीं होते। कुछ सूर्य की तरह छोटे होते हैं। अन्य लाल महाविशालकाय तारे होते हैं, जो बहुत बड़े और अधिक चमकदार होते हैं। ओरियन तारामंडल में स्थित बेटेलगेउज़ एक लाल महाविशालकाय तारा है। यह इतना विशाल है कि यदि इसे सूर्य की जगह ले लिया जाए, तो इसकी सतह बृहस्पति की कक्षा से भी आगे तक फैली होगी। अंततः यह एक सुपरनोवा विस्फोट के रूप में फट जाएगा।

लाल विशाल तारे ब्रह्मांड के लिए महत्वपूर्ण हैं। ये संलयन के माध्यम से भारी तत्वों का उत्पादन करते हैं और उन्हें अंतरिक्ष में छोड़ते हैं, जिससे अंतरतारकीय माध्यम समृद्ध होता है। आपके शरीर में मौजूद कार्बन और आपके रक्त में मौजूद लोहा लाल विशाल तारों और सुपरनोवा विस्फोटों में ही निर्मित हुए थे।