على الأقل خلال جزء من حياته ، يضيء النجم بسبب
الاندماج النووي الحراري للهيدروجين إلى هيليوم في لُب النجم. مطلقاً بذلك الطاقة التي تخترق باطن النجم و يشعها في الفضاء الخارجي. حالما يتم استنفاذ هيدروجين النجم ، فإن جميع العناصر الناشئة من الاندماج النووي للهيدروجين تكون أثقل من الهيليوم الذي يتم أيضا إنتاجه ؛ إما عن طريق الاصطناع النووي النجمي خلال حياة النجم أو عن طريق الاصطناع النووي في المستعرّ الأعظم عندما تنفجر النجوم الضخمة جداً. ومع اقتراب نهاية حياته، يمكن أن يحتوي النجم على نسبة من المواد المتحللة. ويمكن للفلكيين تحديد الكتلة، العمر، التركيبة (التركيب الكيميائي)، والعديد من الخصائص الأخرى للنجم من خلال مراقبة حركته عبر الفضاء، لمعانه، والطيف على التوالي. الكتلة الاجمالية للنجم هي المحدد الرئيسي لتطوره ومصيره في نهاية المطاف. يتم تحديد الخصائص الأخرى للنجم بواسطة تاريخه التطوري، بما في ذلك القطر، ودورانه، وحركته ودرجة حرارته. جزء من درجة حرارة العديد من النجوم ضد لمعانها، والذي يعرف باسم مخطط هرتزشبرونج-راسل البياني يسمح بتحديد العمر والحالة التطورية للنجم.