Punane hiiglane, nagu ka ülimagus, on laiendatud kestaga ja suure helendusega kosmoseobjektide nimi. Nad kuuluvad hilistes spektriklassides K ja M. Nende raadius on sadu kordi suurem kui päikese raadius. Nende tähtede maksimaalne kiirgus langeb spektri infrapuna- ja punasele piirkonnale. Hertzsprung-Russelli diagrammil asuvad punased hiiglased põhijada joone kohal, nende absoluutne suurusjärk kõigub pisut üle nulli või on negatiivse väärtusega.
Sellise tähe pindala ületab Päikese pindala vähemalt 1500 korda, selle läbimõõt on aga umbes 40 korda suurem. Kuna meie valgusti absoluutväärtuse erinevus on umbes viis, selgub, et punane hiiglane kiirgab sada korda rohkem valgust. Kuid samal ajal on palju külmem. Päikese temperatuur on punase hiiglase jõudlusest kaks korda suurem ja seetõttu kiirgab meie süsteemi helendus pinnaühiku kohta kuusteist korda rohkem valgust.
Tähe nähtav värv sõltub pinna temperatuurist. Meie Päike on valge-kuum ja suhteliselt väike, nii et seda nimetatakse kollaseks kääbuseks. Jahedamatel tähtedel on oranž ja punane tuli. Iga täht oma evolutsiooniprotsessis võib jõuda viimastesse spektriklassidesse ja muutuda punaseks hiiglaseks kahel arenguetapil. See toimub tuuma moodustumisel tähtede moodustumise etapis või evolutsiooni viimases etapis. Sel ajal hakkab punane hiiglane energiat kiirgama tänu oma gravitatsioonilisele energiale, mis vabaneb kokkusurumisel.
Tähe kokkutõmbumisel tõuseb selle temperatuur. Pealegi väheneb pinna suuruse vähenemise tõttu tähe heledus märkimisväärselt. See hääbub. Kui tegemist on “noore” punase hiiglasega, siis lõppkokkuvõttes algab tema sügavuses vesiniku heeliumvesiniku termotuumade ühtesulamise reaktsioon. Pärast seda jõuab noor täht põhijärjekorda. Vanadel tähtedel on erinev saatus. Evolutsiooni hilisemates etappides põleb päikese soolestikus olev vesinik täielikult ära. Pärast seda tuleb täht põhijärjestusest maha. Hertzsprung-Russelli diagrammi järgi kolib ta superkangelaste ja punaste hiiglaste piirkonda. Kuid enne sellesse etappi siirdumist läbib see vaheetapi - subgiant.
Tärnideks nimetatakse subginaate, mille tuumas on vesiniku termotuumareaktsioonid juba lakanud, kuid heeliumi põletamine pole veel alanud. See juhtub seetõttu, et tuum pole piisavalt soojenenud. Sellise alamliigi näide on Bootes tähtkujus asuv Arthur. Ta on oranž s
sõites näiva suurusjärguga -0, 1. See asub Päikesest umbes 36–38 valgusaasta kaugusel. Seda saab mais põhjapoolkeras jälgida, kui vaadata otse lõunasse. Arthuri läbimõõt on 40 korda suurem kui päikese läbimõõt.
Kollane kääbus Päike on suhteliselt noor täht. Tema vanuseks hinnatakse 4, 57 miljardit aastat. Põhijärjestuses püsib see veel umbes 5 miljardit aastat. Kuid teadlastel õnnestus simuleerida maailma, kus Päike on punane hiiglane. Selle mõõtmed kasvavad 200 korda ja jõuavad Maa orbiidile, põletades elavhõbedat ja Veenust. Muidugi on elu selleks ajaks juba võimatu. Selles staadiumis eksisteerib Päike veel umbes 100 miljonit aastat, pärast mida muutub see planeediliseks udukoguks ja muutub valgeks kääbuseks.
