Khi một ngôi sao như Mặt Trời cạn kiệt hydro trong lõi, nó bắt đầu chết. Lõi co lại và nóng lên, trong khi các lớp ngoài giãn nở mạnh mẽ. Ngôi sao phình to thành sao khổng lồ đỏ, lớn gấp hàng trăm lần kích thước ban đầu và nguội dần ở bề mặt. Nó phát sáng màu đỏ vì các ngôi sao lạnh hơn phát ra nhiều ánh sáng đỏ hơn.

Mặt Trời sẽ trở thành một sao khổng lồ đỏ trong khoảng 5 tỷ năm nữa. Nó sẽ giãn nở vượt qua quỹ đạo của Sao Thủy và Sao Kim, và có thể nuốt chửng Trái Đất. Hành tinh này sẽ bị thiêu đốt và có thể bị phá hủy. Ngay cả khi Trái Đất sống sót, các đại dương của nó sẽ bốc hơi và bầu khí quyển sẽ bị tước đoạt. Sau đó, Mặt Trời sẽ mất đi các lớp ngoài và trở thành một sao lùn trắng.

Không phải tất cả các sao khổng lồ đỏ đều giống nhau. Một số có kích thước khiêm tốn, giống như Mặt Trời. Những sao khác là siêu sao khổng lồ đỏ, lớn hơn và sáng hơn nhiều. Sao Betelgeuse, trong chòm sao Orion, là một siêu sao khổng lồ đỏ. Nó lớn đến nỗi nếu nó thay thế Mặt Trời, bề mặt của nó sẽ trải rộng ra ngoài quỹ đạo của Sao Mộc. Cuối cùng nó sẽ phát nổ thành một siêu tân tinh.

Các sao khổng lồ đỏ đóng vai trò quan trọng trong vũ trụ. Chúng tạo ra các nguyên tố nặng thông qua phản ứng tổng hợp hạt nhân và giải phóng chúng vào không gian, làm giàu môi trường giữa các vì sao. Carbon trong cơ thể bạn và sắt trong máu bạn được hình thành trong các sao khổng lồ đỏ và các vụ nổ siêu tân tinh.