Les étoiles dans leurs stades géant et supergéant sont situées dans la partie supérieure droite du diagramme de Hertzsprung-Russell (diagramme HR). Le diagramme HR est un nuage de points d'étoiles qui montre la relation entre leur luminosité (ou luminosité) et leur température de surface (ou couleur). Les étoiles sont classées en différents types spectraux en fonction de leur température de surface, les étoiles de type O étant les plus chaudes et les étoiles de type M les plus froides.

Les étoiles géantes sont des étoiles qui ont épuisé l’hydrogène contenu dans leur noyau et ont commencé à fusionner l’hélium. Elles ont une température de surface inférieure à celle des étoiles de la séquence principale de même luminosité et occupent la région supérieure droite du diagramme HR. Les étoiles supergéantes sont encore plus lumineuses et plus froides que les étoiles géantes et occupent l’extrême coin supérieur droit du diagramme HR.

Le diagramme HR est un outil utile pour comprendre l’évolution des étoiles. Les étoiles commencent par la séquence principale, où elles fusionnent l'hydrogène en hélium. À mesure qu’ils manquent d’hydrogène, ils évoluent vers les stades géant et supergéant avant de finir leur vie sous la forme de naines blanches, d’étoiles à neutrons ou de trous noirs.