恒星走向死亡的途径因质量的不同而有很大的不同，像太阳这种中等质量的星体其死亡是比较“温和”的，在红巨星阶段之后，恒星的外壳一直向外膨胀，核心则持续收缩，发出紫外光或X射线，高能射线激发外层气体发出荧光，形成美丽的行星状星云。外壳气体逐渐消散在星际空间，成为下一代恒星的原料，中心部分在收缩到一定程度后，停止了一切核反应过程，变成一颗冷却了的、密度却极大的白矮星，其中1个方糖大小的物质，重量可与一辆卡车相当。
质量较大的恒星走向死亡的途径往往是十分壮烈的，通常质量大于太阳8倍以上的星球，不会平静地演化为白矮星，而是引发一场震天动地的大爆炸，星体的亮度突然增亮几十倍甚至几百倍，这就是所谓的超新星爆发，星体粉身碎骨，核心遗留下来2种特殊形态的天体——中子星或黑洞。中子星的质量和太阳差不多，但半径只有10千米左右，可见其密度更比白矮星高得多了。超新星爆炸后，如果残留的核心质量仍较大，则会形成密度更为惊人的黑洞，任何物质甚至连光线都无法逃脱它强大的引力场，我们无法直接看到它，这也正是其名为“黑”的由来。
恒星在引力塌缩后形成哪一种致密星，主要取决于它前身星的质量和它损失质量后的剩余质量的多少。一般认为，对于质量小于8倍的太阳质量的恒星，当剩余质量小于1·4倍的太阳质量时，就形成白矮星。对于质量8～25倍的太阳质量的恒星，当剩余质量为1·4～2·5倍的太阳质量时，就形成中子星。对于质量为25～100倍的太阳质量的恒星，当剩余质量大于3·2倍的太阳质量时，平衡态不能存在，星体将继续塌缩下去，形成黑洞。
正如动植物的死亡将成为下一代生命的原料一样，恒星的死亡也都有一个共同的特征，即将其本体中的大量物质抛射到星际空间中，这些物质逐渐弥漫在宇宙空间中，以气体或尘埃的形式成为新一代恒星的原材料。同时正是在恒星的演化过程中通过核聚变形成了许多构成生命所必需的重元素，这些重元素在恒星死亡后弥散在宇宙空间中，才有可能导致像人这种生命的诞生。
