Všetky nové hviezdy menia vodík na hélium prostredníctvom jadrovej fúzie. Vzniká tak veľa energie (napr. svetlo a teplo). V normálnej hviezde, ako je naše Slnko a všetky ostatné hviezdy hlavnej postupnosti, sa táto zmena uskutočňuje v samotnom strede hviezdy. Skôr či neskôr sa takmer všetok vodík v centre zmení na hélium. To spôsobí zastavenie jadrovej reakcie. Centrum sa začne zmenšovať v dôsledku gravitácie hviezdy. To spôsobuje, že vrstva tesne za stredom sa stáva horúcejšou. Táto vrstva stále obsahuje vodík. Tento vodík sa spojí a vytvorí hélium.
Vďaka tomuto novému zdroju energie sa vonkajšie vrstvy hviezdy oveľa, oveľa zväčšia. Hviezda bude jasnejšia, niekedy až desaťtisíckrát jasnejšia, ako keď bola na hlavnej postupnosti. Keďže vonkajšia časť hviezdy je väčšia, energia sa rozloží na oveľa väčšiu plochu. Z tohto dôvodu sa teplota povrchu zníži a farba sa zmení na červenú alebo oranžovú.
Fáza červeného obra je dočasná. Je kratšia ako miliardy rokov, ktoré hviezda strávi na hlavnej postupnosti. Čoskoro (len za stovky miliónov rokov) sa v červených obroch začne taviť hélium a vznikajú ďalšie prvky, ako je uhlík, dusík a kyslík. Niektoré z ich vonkajších vrstiev odletia a okolo hviezdy zostane medzihviezdny plyn a prach. Časom sa z väčšiny červených obrov stanú bieli trpaslíci. Veľmi veľkí červení obri sa stanú neutrónovými hviezdami alebo čiernymi dierami.
