氦核进一步收缩的结果，温度和压力都进一步的升高。当中心温度超过一亿度，密度超过10万克每立方厘米时，氦就开始燃烧，进行氦聚变为碳的热核反应，同时释放出大量的能量，使内部向外的压力增大。这时向外的压力又可与氦核向内的引力相平衡，恒星又比较稳定了。这就是红巨星阶段。
(4)衰亡阶段。
红巨星阶段中心处氦的燃烧十分猛烈，当氦燃烧完后，由它聚变成的碳在一定的条件下又开始燃烧，产生新的聚变反应。……这样，由较轻元素聚变为比之更重的元素的热核反应一个接着一个地进行下去。这样演变的结果就产生“晚年恒星会爆发”。
经过爆发，抛射出大量星际物质的同时，留下一个密度极大的核心最后演变成白矮星，或者中子星，或者黑洞。当然这几种天体仍将继续演变，不过作为通常意义下的恒星的一生就此结束。爆发过程中抛出的大量星际物质又可能成为下一代恒星的原料。
