Le stelle nei loro stadi gigante e supergigante si trovano nella parte in alto a destra del diagramma Hertzsprung-Russell (diagramma HR). Il diagramma HR è un grafico a dispersione di stelle che mostra la relazione tra la loro luminosità (o luminosità) e la loro temperatura superficiale (o colore). Le stelle sono classificate in diversi tipi spettrali in base alla loro temperatura superficiale, con le stelle di tipo O che sono le più calde e le stelle di tipo M che sono le più fredde.

Le stelle giganti sono stelle che hanno esaurito l'idrogeno nei loro nuclei e hanno iniziato a fondere l'elio. Hanno una temperatura superficiale inferiore rispetto alle stelle della sequenza principale della stessa luminosità e occupano la regione in alto a destra del diagramma HR. Le stelle supergiganti sono ancora più luminose e fredde delle stelle giganti e occupano l'angolo in alto a destra del diagramma HR.

Il diagramma HR è uno strumento utile per comprendere l'evoluzione delle stelle. Le stelle iniziano nella sequenza principale, dove fondono l'idrogeno in elio. Quando esauriscono il combustibile a idrogeno, si evolvono verso gli stadi gigante e supergigante prima di terminare la loro vita come nane bianche, stelle di neutroni o buchi neri.