ดาวรักษาความเสถียรของมันด้วยความสมดุลที่ดีระหว่างแรงโน้มถ่วงของมันเองซึ่งยึดมันไว้ด้วยกัน และแรงดันภายนอกจากกระบวนการเทอร์โมนิวเคลียร์ฟิวชั่นที่เกิดขึ้นที่แกนกลางของมัน อย่างไรก็ตาม เมื่อแกนกลางของดาวหมดไฮโดรเจน สภาวะสมดุลดังกล่าวจะสูญเสียไปและแกนกลางจะเริ่มยุบตัว เมื่อแกนกลางยุบตัวลง เปลือกของพลาสมาที่อยู่รอบๆ แกนจะร้อนพอที่จะเริ่มหลอมรวมไฮโดรเจนได้เอง เมื่อการหลอมรวมในเปลือกนี้เริ่มขึ้น ความร้อนที่เพิ่มขึ้นทำให้ชั้นนอกของดาวขยายตัวอย่างมาก และพื้นผิวขยายออกไปเกินกว่าขนาดเดิมของดาวฤกษ์หลายร้อยเท่า พลังงานที่พื้นผิวของดาวจะกระจายออกไปมากขึ้น ทำให้พื้นผิวของดาวที่บวมเย็นลง เปลี่ยนจากสีขาวหรือสีเหลืองเป็นสีแดง ยักษ์แดงก่อตัวขึ้นเนบิวล่าดาวเคราะห์ เมื่อดาวฤกษ์ที่มีมวลมากกว่าไฮโดรเจนที่แกนกลางหมดลง มันจะก่อตัวเป็นซุปเปอร์ยักษ์สีแดงแทน ก่อนที่จะระเบิดเป็นซูเปอร์โนวา  ฮับเบิลใช้ดาวยักษ์แดงในการคำนวณระยะทางไปยังดาราจักรต่างๆ เมื่อเปรียบเทียบความสว่างของดาวยักษ์แดงในดาราจักรกับ ดวงอาทิตย์ ที่อยู่ใกล้เคียง ซึ่งมีการวัดระยะทางด้วยวิธีอื่น นักดาราศาสตร์สามารถระบุได้ว่าดาราจักรแต่ละแห่งอยู่ไกลแค่ไหน สิ่งนี้เป็นไปได้เนื่องจากดาวยักษ์แดงเป็นเครื่องหมายหลักไมล์ที่เชื่อถือได้ — พวกมันทั้งหมดมีความสว่างสูงสุดเท่ากันในช่วงวิวัฒนาการช่วงปลาย ดังนั้นจึงสามารถใช้เป็น แท่งเทียนมาตรฐาน เพื่อคำนวณระยะทางได้ ความคมชัดและความไวที่ยอดเยี่ยมของฮับเบิลทำให้สามารถพบดาวยักษ์แดงในรัศมีดาวฤกษ์ของดาราจักรได้