的超巨星显示表面的氦和氮含量量有增加。氦是在核心和壳层中的氢融合形成的，氮是在碳氮氧循环的核融合过程中相对于碳和氧积累的。同时，碳和氧的丰度会减少。红超巨星可以从光度区别，但是低质量的渐近巨星分支星经由深度的上翻，有不寻常的化学元素，包括碳-13、锂和S-过程的元素在表面。晚期的渐近巨星分支星可以变得高度富氧，产生氢氧迈射。较热的超巨星会显示不同水准的氮富集。这可能是由于在主序带的旋转或因为一些蓝巨星是新近从主序带演变过来，而其它是以前就经过红超巨星的阶段。因为碳氮氧循环的物质对流到表面和表层完全的流失