Коли в ядрі зірки закінчується гелій, горіння гелію триває в оболонці навколо ядра, що стало інертним і складається з вуглецю та кисню. Зірка розширюється та охолоджується, знову стаючи червоним гігантомякщо припиняла бути таким.
У кінці своєю життя червоний гігант, залежно від його маси, стає або білим карликом, або нейтронною зіркою, або чорною діркою. Щоправда, бувають випадки, коли відбувається вуглецева детонація ядра, у зв'язку з чим зірка може розсіятися.
Згідно з сучасною теорією еволюції зірок, зірка потрапляє в область діаграми Герцшпрунга — Рассела, яку займають червоні гіганти і червоні. надгігантами двічі. можуть мати ядра з більш важких, ніж кисень, елементів, аж до заліза, але життя таких зірок вкрай мало — всього ~103 років.
Так як під час стиснення температура ядра піднімається, воно підпалює водень в навколишньому ядро тонкому шарі (початок горіння шарового джерела) (див. будову червоних гігантів). Енергія, що виробляється водневим шаровим джерелом, виштовхує зовнішні шари зірки назовні, змушуючи їх розширюватися і остигати.