Den teoretiske astronomien har egne verktøy som brukes i forskningen, blant annet analytiske modeller og numeriske simuleringer, for å lage en modell over hvordan en stjerne utvikles. Hver og en har sine fordeler. Analytiske modeller av en prosess er generelt sett bedre for å få innsikt i kjernen av hva som skjer. Numeriske modeller kan avsløre eksistensen av fenomener og effekter som ellers ikke ville ha vært oppdaget.