Sterren in hun reuzen- en superreuzenstadia bevinden zich rechtsboven in het Hertzsprung-Russell-diagram (HR-diagram). Het HR-diagram is een spreidingsdiagram van sterren dat de relatie laat zien tussen hun helderheid (of helderheid) en hun oppervlaktetemperatuur (of kleur). Sterren worden geclassificeerd in verschillende spectraaltypen op basis van hun oppervlaktetemperatuur, waarbij sterren van het O-type de heetste zijn en sterren van het M-type de koelste.

Reuzensterren zijn sterren die de waterstofbrandstof in hun kern hebben uitgeput en zijn begonnen met het samensmelten van helium. Ze hebben een lagere oppervlaktetemperatuur dan hoofdreekssterren met dezelfde helderheid, en bevinden zich in het gebied rechtsboven in het HR-diagram. Superreuzensterren zijn zelfs nog helderder en koeler dan reuzensterren, en bevinden zich in de uiterste rechterbovenhoek van het HR-diagram.

Het HR-diagram is een handig hulpmiddel om de evolutie van sterren te begrijpen. Sterren beginnen op de hoofdreeks, waar ze waterstof tot helium samensmelten. Als ze geen waterstof meer hebben, evolueren ze naar de reuzen- en superreuzenstadia voordat ze uiteindelijk hun leven beëindigen als witte dwergen, neutronensterren of zwarte gaten.