Kõik tähed ei ole Päikese moodi. Muidugi on kõigis tähtedes palju ühist ja sarnast, aga nad võivad olla väga erinevad massilt, suuruselt ja temperatuurilt.

Tähtede areng on inimlikus mõõtkavas väga aeglane. Rahulikumad etapid kestavad miljardeid aastaid, kiiremaid muutusi saab mõõta miljonites aastates. Pole mingit võimalust, et astronoomid, isegi astronoomide põlvkonnad saaksid kindlaid tähti vaadeldes nende arengu välja uurida. Samas on võimalik vaadelda korraga väga paljusid tähti ja eeldada, et nende hulgas on nii nooremaid kui vanemaid. 20. sajandi algul koostasid kaks astronoomi, Ejnar Hertzsprung Taanis ja Henry Norris Russell Ameerikas sõltumatult paljude tähtede heledust (tõelist heledust võrreldes Päikesega) ja temperatuuri (värvust, spektriklassi) kirjeldava diagrammi. Vasakul üleval on näiteks kuumad (sinised) heledad tähed, all paremal jahedamad (punased) ja tuhmimad. Hertzsprungi-Russelli diagramm (H-R diagramm) näitab, et tähed ei saa olla ükskõik millised. Suurem osa tähtedest koondub diagrammi keskosas peajadasse, seal on ka Päike. Selgelt eristuvad hiidude, ülihiidude ja kääbuste jadad. Tähed on suurema osa oma elueast peajadal „põletades” vesinikku heeliumiks. Kui termotuumareaktsioon hakkab lõppema,   läheb täht üle teise piirkonda nii kiiresti, et sellele on raske peale juhtuda. Päikegi lahkub 4,5 miljardi aasta pärast peajadalt ja muutub suhteliselt kiiresti (võrreldes kogu elueaga) punaseks hiiuks ja seejärel valgeks kääbuseks. Mõnede tähtede arengus on vägagi tormilisi etappe, lausa plahvatusi, mida mõõdetakse päevades. Supernoovadena plahvatavatest tähtedest pääseb välja tuumasünteesis tekkinud raskemaid elemente, millest uute tähtede tekkel võivad moodustuda planeedid, sh Maa tüüpi planeedid. Supernoovad on teadolevalt ainus viis, kuidas saavad tekkida rauast raskemate elementide tuumad (ptk Tuumareaktsioon).