Pour savoir où en est une étoile dans sa vie, on peut la placer dans le diagramme température-luminosité. Dans ce diagramme, neuf étoiles sur dix se rangent dans une ligne oblique qui rejoint les deux extrêmes : on va des étoiles froides et pâles aux étoiles chaudes et très lumineuses. Le Soleil est une étoile moyenne, il est dans la moitié inférieure du diagramme.
Si neuf étoiles sur dix se situent dans cette ligne oblique que les astronomes désignent par "séquence principale", c'est qu'elles y passent les neuf dixièmes de leur vie. En effet une vie humaine est trop courte pour appréhender l'évolution des étoiles ("De mémoire de rose, on n'a jamais vu mourir un jardinier"...). On dispose par contre d'un très large échantillon d'étoiles visibles qui permet de dresser des statistiques. Cette longue époque est celle de la consommation d'hydrogène et de sa transformation en hélium.
Le reste des étoiles se situent dans les coins du diagramme : dans la région des étoiles froides mais lumineuses et dans la seconde région des étoiles faibles mais chaudes.
Les premières sont les géantes rouges (rouges parce qu'elles sont froides). Ce sont de vieilles étoiles qui ont gonflé en raison de leur manque de combustible. Elles épuisent leurs dernières réserves rapidement, ce qui les fait se dilater et refroidir par la même occasion.
A la fin de leur vie, les étoiles perdent leurs couches externes et il ne subsistent plus que leur coeur. Le processus peut être doux (étoiles légères comme le Soleil) ou très violent au contraire (explosion en supernova des étoiles massives). Ce coeur est petit, et à cause de sa petite surface rayonnante il n'émettra donc pas énormément de lumière. Il sera par contre très chaud puisqu'il siégeait au centre de l'étoile pendant sa vie. On appelle ces restes des naines blanches.
Il existe plusieurs méthodes pour estimer la distance d'une étoile. Pour les plus proches, on peut estimer la distance directement par une méthode de triangulation : la Terre tourne autour du Soleil en un an, et à six mois d'intervalle il se peut que nous ne voyons pas une étoile au même endroit sur le fond du ciel à cause du déplacement de 300 millions de kilomètres que la Terre a effectué.
C'est comme tendre le pouce en face d'un mur et le regarder avec un oeil et puis l'autre : on observera le décalage du pouce par rapport au mur, chaque oeil représentant une position d'observation différente. Pour les étoiles ce décalage est fort petit mais cela n'a pas empêché le satellite Hipparcos d'effectuer ses mesures sur plus de 100 000 étoiles... Le futur atellite Gaia considèrera un échantillon dix fois plus conséquent.
Une fois que l'on connaît la distance d'une étoile type, on peut évaluer la distance d'une étoile semblable. En effet, si deux étoiles ont la même couleur, c'est qu'elles ont la même température de surface. Et si elles ont la même température de surface, c'est qu'elles ont la même masse. Et si elles ont la même masse, elles ont aussi la même luminosité. Il suffit de comparer les deux luminosités pour évaluer une distance, avec le principe bien connu que plus une étoile est lointaine, plus sa luminosité sera faible (celle-ci décroît avec le carré de la distance).
Les étoiles pendant leur vie bougent beaucoup par rapport aux autres. Elles peuvent vivre plusieurs milliards d'années, et pourtant il ne leur faut que deux cent à deux cent cinquante millions d'années pour faire le tour de notre galaxie (l'immense nuage d'étoiles en forme de disque en rotation dont le Soleil fait partie et que l'on peut observer par la tranche par nuit noire). Par conséquent, l'endroit précis de leur formation, par rapport à n'importe quel point de repère est fort compliqué à retrouver.
Sujet: évolution d'une étoile 
