星一样，燃料是核融合。然而，大质量的O型星的核心温度极高，在这样的温度下，燃烧效率远高于低质量下氢燃烧的CNO循环成为消耗燃料和产生能量的主要程序。O型星产生的大量能量，以辐射的方式不足以有效率地向外传送，因此核心是以对流取代，将能量向外输送。O型星的辐射层位于核心和光球层之间。核心的物质倍混和着传送到上层，这经常会增强快速的旋转，对O型星的演化产生戏剧性的效果。当核心还在燃烧氢时，就开始慢慢地展现巨星或超巨星的特征，在燃烧氦燃料的大部分时间，它们都是在蓝超巨星的阶段。在其它类型光谱中存在的星冕，在O型