Žvaigždės yra didelės masės ir skersmens įkaitusios plazmos rutuliai, sudaryti daugiausia iš vandenilio ir helio su nedidele sunkesnių elementų priemaiša. Jų paviršiaus temperatūra būna nuo 50–100 tūkst. K iki 1500–2000 K. Einant gilyn temperatūra, slėgis ir tankis didėja. Saulės centre temperatūra pasiekia 15.7 mln. K, o tankis 162 g/cm³. Kitų žvaigždžių centro temperatūra yra nuo 10 mln. iki šimtų mln. K. Žvaigždė kaitinama ties jos centru vykstančių termobranduolinių reakcijų tarp vandenilio, helio, anglies, azoto, deguonies ir kitų elementų branduolių, o taip pat dėl gravitacinės energijos. Normalių žvaigždžių dujos yra termodinaminėje ir hidrostatinėje pusiausvyroje. Energija iš žv. gelmių į paviršių skverbiasi konvekcijos ir spinduliavimo būdais. Laikui slenkant, dėl branduolinių reakcijų kinta žv. gelmių cheminė sudėtis. Dėl to keičiasi centrinės dalies temperatūra, tankis, slėgis, užsižiebia naujos branduolinės reakcijos. Po tam tikro laiko žv. gelmėse įvykę pokyčiai atsiliepia ir tolimesnių nuo žv. centro sluoksnių struktūrai. Žvaigždė ima plėstis ar trauktis, kinta jos paviršiaus temperatūra, gravitacijos pagreitis ir kitos fizinės savybės. Šis procesas vadinamas žvaigždės evoliucija, kuri trunka milijonus ir milijardus metų. Evoliucijos greitis ir žvaigždės gyvenimo trukmė priklauso nuo pradinės žvaigždės masės. Greičiausiai evoliucionuoja didžiausių masių žvaigždės (kelis milijonus metų), lėčiausiai mažų masių žvaigždės – dešimtis milijardų metų.