进行核融合的氢之后，核心将会开始收缩。氢的融合改由在富含氦的核心外的含氢的壳层进行，并且恆星的外层会膨胀而且温度会下降。在这个阶段的演化，在赫罗图上标示的位置在次巨星分支上，恆星的亮度大约维持在几乎不变，但表面温度下降。最后，恆星将上升进入赫罗图上的红巨星分支。在此时，恆星的表面温度是典型的红巨星，它的表面亮度大约保持稳定不变，但是半径剧烈的增加。核心将继续收缩，使核心温度升高。如果恆星的质量，当它在主序带时，低于0.5倍太阳质量，一般认为核心的温度永远不会达到氦融合所需要的温度，因此他将维持在氢融合状