Yıldızların boyutu, güneşin boyutunun yüzde 8'inden daha azına, güneşin 1.800 katından daha büyük çaplara sahip olanlara kadar değişir. Kütle bakımından, yıldızların kütleleri için yeterince kütlesi olmalıdır. Güneş kütlesinin yaklaşık yüzde 10'u olan bir yıldızın çekirdeğinde gerçekleşen nükleer zincir reaksiyonunu destekleyin. Aynı zamanda, büyük başlangıçların nasıl büyüyebileceğinin de bir sınırı vardır ve bilim adamları, sınırın güneşin kütlesinin yaklaşık 150 katı olduğundan şüpheleniyorlar.
Bilim adamları sadece iki yıldızın boyutunu doğrudan ölçtüler: güneş ve Betelgeuse olarak adlandırılan nispeten yakın ve büyük bir yıldız. Diğer tüm yıldızlar algılanan parlaklıklarını, uzaklıklarını ve sıcaklıklarını gözlemleyerek kombinasyonu ile ölçülür. Güneşin çapı yaklaşık 864.000 mil ve Dünya kütlesinin 300.000 katından daha ağır. Güneş oldukça ortalama büyüklükte bir yıldızdır. Buna karşılık, Betelgeuse güneşin boyutunun yaklaşık 700 katı ve çok daha parlak.
Yıldızlar yaşlandıkça boyutlarını değiştirebilir. Örneğin güneş, kırmızı bir dev haline geldiğinde mevcut büyüklüğünün neredeyse 300 katı kadar artacaktır. Alternatif olarak, büyük yıldızlar çöktüğünde, bazen nötron yıldızları oluştururlar. Evrendeki en yoğun maddelerden bazıları, nötron yıldızları sadece yaklaşık 12 mil çapındadır, ancak tek bir nötron yıldız materyali kaşığı milyarlarca ton ağırlığında olacaktır.