Una estrella supergigante se forma cuando una estrella de secuencia principal se queda sin átomos de hidrógeno en su núcleo. La estrella puede comenzar a fusionar los átomos de helio, y el cambio en el calor y la presión puede hacer que la estrella se expanda varias veces a su tamaño original, creando un supergigante.
Una estrella ordinaria está alimentada por la fusión de átomos de hidrógeno en su núcleo. Cuando este suministro de combustible se agota, la estrella pierde la presión externa necesaria para mantener su tamaño. La estrella se colapsa ligeramente, y esto desencadena la fusión de hidrógeno fuera del propio núcleo, lo que hace que la estrella se expanda. Si las temperaturas alcanzan un punto suficientemente alto, se produce un destello de helio y la estrella comienza a fundir el helio en lugar de hidrógeno. Esto produce una enorme cantidad de calor y presión, expandiendo la estrella más allá de su radio original.
Las supergigantes vienen en variedades rojas y azules. Las supergigantes rojas usualmente comienzan como estrellas masivas cuyos hornos de fusión queman el hidrógeno y el helio restantes a una velocidad acelerada. Una supergigante roja usualmente explota en una supernova al final de su ciclo de vida. Las supergigantes azules se queman a un ritmo más lento y controlado. Una estrella puede incluso alternar entre rojo y azul a lo largo de su vida, convirtiéndose en una supernova amarilla como Polaris entre ciclos.