宇宙中所有的天体都有其生命周期，当然，恒星也不例外。就像我们人类一样，恒星开始于“胚胎”状态，周围是为它们提供生命养料的星云。就恒星的形成过程而言，一系列的演化是复杂多变的。从星际介质到原恒星形成，年轻的恒星和“失败”的恒星是不一样的！星际介质主要是大爆炸时产生的氢和氦，富含下一代恒星内核中元素核聚变产生的较重元素。另一方面，星云是星际气体和尘埃的密集集合体。在恒星形成区的恶劣条件下，只有10%左右的原恒星能够存活并最终成为恒星。
星际尘埃颗粒非常小，一般不到千分之一毫米。它们主要由H、C、O、Si、Mg和Fe组成，而尘埃粒子的大小与可见光谱中蓝色部分的波长相同。因此，尘埃颗粒会散射蓝光。然而，由于从遥远的天体到达地球的蓝色波长的光被尘埃耗尽，透射光看起来会比实际更红，这被科学家称为星际变红。当尘埃粒子吸收入射光，在加热的同时发出红外线，导致星光变暗，深空物体发出的光变暗，这就是所谓的星际消光。
例如，螺旋星系NGC 3370在大小和结构上与我们的银河系相似。在可见光波段，图像由位于并定义了“旋臂”结构的恒星、气体和尘埃云控制。在图像中，不显眼的部分是尘埃颗粒，而原子和分子气体构成了散布在恒星之间的脆弱星际介质(ISM)。星际介质极低的平均密度约为每立方厘米一个原子，几乎是完美的真空状态。然而，由于恒星之间的巨大空间，星际介质构成了星系质量的20-30%。
有三种主要类型的星云。它们是发射星云、反射星云和吸收星云(暗星云)。发射星云产生的发射光谱是由于从一个或多个激发氢的发热恒星吸收的能量。来自大质量恒星的紫外线(UV)辐射电离氢离子，并通过光电离从氢原子中剥离电子。当自由电子与质子结合时，会形成氢原子，当它们通过原子的能级向下流动时，会发出一系列特征发射线。这些线条中的可见辐射给这些区域带来了美丽的红光。比如猎户座M42星座，星云中的发光恒星正在电离星际氢，质子和电子重新结合发出红光。
反射星云主要由寒冷的星际尘埃组成，它反射和散射来自附近恒星的光。尘埃粒子更有效地散射蓝光，所以它们通常是蓝色的。例如，女巫头星云是一个反射星云，它也因猎户座附近热蓝色大质量恒星里格尔的紫外线辐射而发光。吸收星云在物理上和反射星云非常相似，只是因为尘埃云的缘故，所以看起来不一样。吸收星云只是从他们背后挡住了光源。发射、反射和吸收星云经常出现在同一视野中。发射和反射星云通常与恒星形成区有关，因为它们是由炽热年轻恒星的紫外线辐射造成的。然而，恒星并不在这些类型的星云中形成。
星系形成的巨大星际气体和尘埃复合体称为分子云，主要由分子氢组成。这些云是星际介质中密度最大的部分(106到1010个粒子/立方厘米)。因为这些云在本质上比大多数地方更冷，所以它们是恒星形成的理想场所。云是蓬松和块状的，直径从不到1光年到大约300光年(LY)不等，包含足够的气体形成大约1000万到1000万颗恒星，就像我们的太阳一样。质量超过太阳10万倍的分子云被称为巨型分子云(GMC ),而典型的螺旋星系包含大约1000到2000个巨型分子云和许多较小的分子云。大约30年前，科学家们通过射电望远镜首次在我们的星系中发现了这些云。虽然这些云中的分子不发光，但它们确实会发出无线电波长的光。例如，下图所示的GMC在猎户座的位置是通过一氧化碳气体的无线电测绘生成的。
分子主要是沿着旋臂发现的，少数巨大的分子云内部剧烈动荡，由气体和磁场线产生的超音速压力抵消质量体的自重能量。“旋臂”结构中螺旋密度波的相互作用、附近云之间的碰撞、超新星冲击波、附近大质量恒星的形成都是一些可能的触发因素，最终导致GMC的失衡，团块开始坍缩。在它自己的小型砖石结构中，质量中的单一恒星形成了核心。当气核坍缩时，气体粒子相互碰撞，产生摩擦而发热。气体在重力(重力势)作用下下落的能量被转化为热能，直到气体核心变得足够温暖，能够产生红外和微波辐射。
崩溃中
塌的初始期间，核心对辐射是透明的，并且崩塌很快进行，但随着核心变得更加密集，它开始变得不透明。捕获红外辐射，中心的温度和压力开始增加，随着核心开始演变成一个原恒星，即使它只有最终质量的1％。然而，随着绝缘材料继续增加，恒星的包络继续增长，在几百万年后，在核心中心的温度足够热以后，开始了氢融合的过程，并产了生强烈的恒星风，从而阻止了更多物质的进入，盘中的其他材料则可以聚结，以形成其他恒星或行星。比如，Proplyds是嵌入原行星盘中的原恒星。当Protostars达到2000至3000 K的温度，虽然它足够热呈现出发红的状态，但是周围气体和尘埃的茧阻挡了可见光的逃逸。
三裂星云是夜空中最突出的星云之一，其强大的中心恒星的辐射正在吞噬周围密集的星际物质。在下图中，哈勃望远镜图像的视野包括了一个恒星形成区域，该区域将在接下来的2万年内被前进的“电离锋”破坏。来自年轻恒星物体和“长指”的突出射流，其尖端可能有年轻的恒星物体，恒星喷射从三裂星云的云层中出现。其中的喷气机非常引人注目，因为它与大多数恒星喷气机不同。这是因为喷射器被来自巨大的、发光的恒星的辐射点亮，为三裂星云提供动力。手指状蒸发气体球（或“EGG”）的尖端指向Trifid' 中央星，从EGG射出的微小射流和一片反射光表明，一个年轻的恒星物体被埋在喷气机的尖端。这颗年轻的恒星物体在几万年前被发现，因为来自三裂的中心恒星的辐射，破坏了恒星形成的密集云。
而T Tauri则是一颗非常年轻轻盈的恒星，但它仍然经历引力收缩，它代表了一个原恒星和一个中等质量主序星之间的中间阶段。T Tauri恒星仅在星云或非常年轻的星团中发现，具有低温（G至M型）光谱、强发射线和宽吸收线。它们比类似光谱类型的主序星更明亮，并且它们具有高锂丰度，这是他们极端年轻的特殊指针，因为锂这种物质会在恒星内部被迅速摧毁。T Tauri恒星通常有恒星形成留下的大型吸积盘，它们不稳定的亮度变化可能是由于盘中的不稳定性所造成，恒星大气中的剧烈活动，或附近的气体和尘埃云，有时会遮挡星光。据估计，在年龄超过300万年的T Tauri恒星中，大约有60％可能拥有尘埃盘，T Tauri恒星代表了原恒星与中质量恒星主序列之间的进化阶段，位于HR图上主序列的正上方。
当然，褐矮星仍能释放能量，大多数在红外线，由于崩溃的潜在能量转换成动能，坍塌有足够的能量使褐矮星发光超过1500万年。在下图的复合哈勃图像中，猎户座大星云内明亮的梯形星（光学）与红外图像相结合，显示了一群褐矮星。即使是最大的褐矮星，质量也只能达到太阳的7%，它可分为L型和T型两种类型，T型褐矮星的细分依赖于近红外光谱，而L型褐矮星的进一步分类是按照可见光的红光光谱进行。由于褐矮星自身较小和质量较低，增加了科学家们探测该天体的难度，因此这些观测本身也代表了很大的进步。在这些古怪的星球上，研究人员还发现了巨大的类似行星的风暴，而这种风暴足以与木星上的大红褐矮星斑风暴相媲美。在褐矮星的一生中，其释放的绝大部分能量，都是其形成和收缩时所释放的引力能，同时，褐矮星也终将随着变冷而老去。
