في نواة النجوم متوسطة الكتلة، مثل الشمس، يتحول الهيدروجين إلى هيليوم عبر سلسلة من تفاعلات الاندماج النووي تُعرف باسم سلسلة البروتون–بروتون، وهي المصدر الأساسي للطاقة التي يشعها النجم طوال معظم عمره.

تبلغ مدة حياة النجوم متوسطة الكتلة، مثل الشمس، نحو ١٠ مليارات سنة تقريبًا، بينما تستطيع النجوم الأصغر كتلة أن تعيش فترات أطول بكثير قد تمتد إلى مئات المليارات أو حتى تريليونات السنين وفق النماذج الحديثة.

يستمر النجم متوسط الكتلة في إنتاج الطاقة من اندماج الهيدروجين حتى يستهلك معظم وقوده في النواة، وعندها يبدأ بالتحول إلى المراحل المتقدمة من حياته مثل العملاق الأحمر.

يرتبط حجم النجم ولمعانه بكتلته ارتباطًا وثيقًا، فكلما زادت الكتلة ارتفعت درجة الحرارة وزاد اللمعان غالبًا. وتُعد الشمس نجمًا متوسط الكتلة، بينما توجد نجوم تفوقها كتلة بعشرات المرات، في حين تقترب أصغر النجوم القادرة على الاندماج النووي من نحو ٨% من كتلة الشمس.

الكتلة النجمية هي كتلة النجم معبَّرًا عنها عادةً بوحدة الكتلة الشمسية M☉، وتحدد تطور النجم ومساره التطوري؛ فالنجوم ذات الكتلة المنخفضة جدًا لا تدخل مرحلة العملاق المقارب وتصبح أقزامًا بيضاء، والنجوم المتوسطة تنصهر فيها الهيليوم، والنجوم الكبيرة قد تنتهي كمستعر أعظم أو كثقب أسود كتلي النجوم.