Uma estrela supergigante se forma quando uma estrela da sequência principal fica sem átomos de hidrogênio em seu núcleo. A estrela pode começar a fundir átomos de hélio, e a mudança no calor e na pressão pode fazer com que a estrela se expanda muitas vezes seu tamanho original, criando uma supergigante.
Uma estrela comum é alimentada pela fusão de átomos de hidrogênio em seu núcleo. Quando esse suprimento de combustível se esgota, a estrela perde a pressão externa necessária para manter seu tamanho. A estrela colapsa ligeiramente, e isso desencadeia a fusão do hidrogênio fora do próprio núcleo, fazendo com que a estrela se expanda. Se as temperaturas atingirem um ponto alto o suficiente, ocorre um flash de hélio e a estrela começa a fundir hélio em vez de hidrogênio. Isso produz uma enorme quantidade de calor e pressão, expandindo a estrela muito além de seu raio original.
Os supergigantes vêm nas variedades vermelha e azul. As supergigantes vermelhas geralmente começam como estrelas massivas cujas fornalhas de fusão queimam o hidrogênio e o hélio restantes a uma taxa acelerada. Uma supergigante vermelha geralmente explode em uma supernova no final de seu ciclo de vida. Supergigantes azuis queimam em uma taxa mais lenta e controlada. Uma estrela pode até mesmo circular entre o vermelho e o azul ao longo de sua vida, tornando-se uma supernova amarela como Polaris entre os ciclos.