Een protoster is een jonge ster die nog in de vormingsfase zit. Hij begint als een dichte klomp gas en stof in een moleculaire wolk. De zwaartekracht trekt de klomp samen en naarmate deze instort, warmt hij op. Het centrum wordt heter en dichter, maar nog niet heet genoeg voor kernfusie. De protoster straalt door zwaartekrachtenergie om te zetten in warmte, niet door waterstof te fuseren.

De ineenstorting kost tijd. Een protoster met een lage massa kan miljoenen jaren nodig hebben om de hoofdreeks te bereiken. Een protoster met een hoge massa kan daar slechts een paar honderdduizend jaar over doen. Tijdens deze fase wordt de protoster omgeven door een schijf van gas en stof. Een deel van dat materiaal valt op de protoster. Een deel ervan kan planeten vormen. Een ander deel wordt weggeblazen door jets en uitstromingen.

Protosterren bevinden zich in de stofwolken waarin ze ontstaan. Zichtbaar licht kan niet door het stof heen dringen. Infrarood- en radiotelescopen kunnen er wel doorheen kijken en zo de protoster en zijn schijf onthullen. De James Webb-ruimtetelescoop heeft protosterren met ongekende precisie waargenomen en de jets en uitstromingen vastgelegd die hun vorming begeleiden.

Op het moment dat een protoster waterstoffusie op gang brengt, wordt het een echte ster. Dat moment markeert het einde van zijn geboorte en het begin van zijn lange leven op de hoofdreeks.