A protocsillag egy fiatal csillag, amely még formálódási folyamatban van. Először egy sűrű gáz- és porcsomóként kezdődik egy molekuláris felhőben. A gravitáció összehúzza a csomót, és ahogy összeomlik, felmelegszik. A középpont egyre melegebb és sűrűbb lesz, de még nem elég forró a magfúzióhoz. A protocsillag a gravitációs energia hővé alakításával, nem pedig a hidrogén egyesülésével ragyog.

Az összeomlás időt vesz igénybe. Egy kis tömegű protocsillagnak akár több millió évbe is telhet, mire eléri a fősorozatot. Egy nagy tömegű protocsillagnak ez mindössze néhány százezer évbe telhet. Ebben a fázisban a protocsillagot egy gáz- és porkorong veszi körül. Ennek az anyagnak egy része a protocsillagra hullik. Más része bolygókat hozhat létre. Más részét pedig elfújják a sugarak és kiáramlások.

A protocsillagok születési felhőikben rejtőznek. A látható fény nem tud áthatolni a poron. Az infravörös és rádióteleszkópok átlátnak rajta, feltárva a protocsillagot és korongját. A James Webb űrteleszkóp példátlan részletességgel figyelte meg a protocsillagokat, rögzítve a keletkezésüket kísérő sugarakat és kiáramlásokat.

Abban a pillanatban, amikor egy protocsillag beindítja a hidrogénfúziót, igazi csillaggá válik. Ez a pillanat jelzi születésének végét és hosszú életének kezdetét a fősorozatban.