Las estrellas en sus etapas gigante y supergigante se encuentran en la parte superior derecha del diagrama de Hertzsprung-Russell (diagrama HR). El diagrama HR es un diagrama de dispersión de estrellas que muestra la relación entre su luminosidad (o brillo) y su temperatura superficial (o color). Las estrellas se clasifican en diferentes tipos espectrales según la temperatura de su superficie, siendo las estrellas de tipo O las más calientes y las de tipo M las más frías.

Las estrellas gigantes son estrellas que han agotado el combustible de hidrógeno de sus núcleos y han comenzado a fusionar helio. Tienen una temperatura superficial más baja que las estrellas de la secuencia principal de la misma luminosidad y ocupan la región superior derecha del diagrama HR. Las estrellas supergigantes son incluso más luminosas y frías que las estrellas gigantes, y ocupan la esquina superior derecha del diagrama HR.

El diagrama HR es una herramienta útil para comprender la evolución de las estrellas. Las estrellas comienzan en la secuencia principal, donde fusionan hidrógeno en helio. A medida que se les acaba el combustible de hidrógeno, evolucionan a etapas gigantes y supergigantes antes de terminar sus vidas como enanas blancas, estrellas de neutrones o agujeros negros.