克卢尔 将之区分为"传统碳星"和另一种"非传统碳星"，而后者的质量较低。在传统碳星，碳的丰盈度来自氦融合产生的，特别是恆星内部的3氦过程，这是当恒星演化到主序星历程的尾声，抵达渐近巨星分支 (AGB)时的核反应。这些融合的产生的碳和其他的产物，都经由对流的作用被送达恆星的表面。通常这些AGB的碳星还有一层氢壳进行氢的融合，但只能存在1万至10万年的岁月，恆星的壳层就转而进行氦融合，而氢的融合就会突然的结束。在这个阶段，恆星的亮度会增加，同时物质(主要是碳)从内部向外移动。因为光度上升、恆星膨胀，因此氦融