Estrelas em seus estágios gigantes e supergigantes estão localizadas na parte superior direita do diagrama de Hertzsprung-Russell (diagrama HR). O diagrama HR é um gráfico de dispersão de estrelas que mostra a relação entre sua luminosidade (ou brilho) e sua temperatura (ou cor) de superfície. As estrelas são classificadas em diferentes tipos espectrais com base na temperatura de sua superfície, sendo as estrelas do tipo O as mais quentes e as do tipo M as mais frias.

Estrelas gigantes são estrelas que esgotaram o combustível hidrogênio em seus núcleos e começaram a fundir o hélio. Elas têm uma temperatura superficial mais baixa do que as estrelas da sequência principal com a mesma luminosidade e ocupam a região superior direita do diagrama HR. As estrelas supergigantes são ainda mais luminosas e frias do que as estrelas gigantes e ocupam o canto superior direito do diagrama HR.

O diagrama HR é uma ferramenta útil para compreender a evolução das estrelas. As estrelas começam na sequência principal, onde fundem hidrogênio em hélio. À medida que ficam sem combustível de hidrogênio, elas evoluem para os estágios gigante e supergigante antes de eventualmente terminarem suas vidas como anãs brancas, estrelas de nêutrons ou buracos negros.