Sterne variieren in der Größe von weniger als 8 % der Größe der Sonne bis hin zu solchen mit einem Durchmesser von mehr als dem 1.800-fachen des Sonnendurchmessers. In Bezug auf die Masse müssen Sterne eine ausreichende Masse haben, um unterstützen die nukleare Kettenreaktion, die im Kern eines Sterns stattfindet, der etwa 10 Prozent der Sonnenmasse ausmacht. Es gibt auch eine Grenze dafür, wie massive Starts wachsen können, und Wissenschaftler vermuten, dass die Grenze etwa das 150-fache der Sonnenmasse beträgt.
Wissenschaftler haben nur die Größe von zwei Sternen direkt gemessen: der Sonne und einem relativ nahen und großen Stern namens Beteigeuze. Alle anderen Sterne werden durch die Kombination der Beobachtung ihrer wahrgenommenen Helligkeit, Entfernung und Temperatur gemessen. Der Durchmesser der Sonne beträgt etwa 864.000 Meilen und sie wiegt mehr als das 300.000-fache der Masse der Erde. Die Sonne ist ein ziemlich mittelgroßer Stern. Im Vergleich dazu ist Beteigeuze etwa 700 mal so groß wie die Sonne und viel heller.
Sterne können mit zunehmendem Alter ihre Größe ändern. Zum Beispiel wird die Sonne auf fast das 300-fache ihrer heutigen Größe anwachsen, wenn sie ein roter Riese wird. Alternativ, wenn große Sterne kollabieren, bilden sie manchmal Neutronensterne. Neutronensterne, einige der dichtesten Gegenstände im Universum, haben einen Durchmesser von nur etwa 19 km, aber ein einziger Teelöffel Neutronensternmaterial würde Milliarden Tonnen wiegen.