Οι κόκκινοι νάνοι είναι μικρά, σχετικά δροσερά αστέρια που είναι ο πιο πολυάριθμος τύπος αστεριών στον γαλαξία μας, αν όχι στο σύμπαν. Αυτό είναι δύσκολο να επαληθευτεί επειδή οι κόκκινοι νάνοι δεν είναι πολύ φωτεινοί (που κυμαίνονται από 0.01% έως 10% της φωτεινότητας του Ήλιου), καθιστώντας δύσκολη την παρατήρησή τους από αστρονομικές αποστάσεις. Το Proxima Centuari, το πλησιέστερο αστέρι στο ηλιακό σύστημα, είναι ένας κόκκινος νάνος.
Οι κόκκινοι νάνοι έχουν μάζα μεταξύ 7.5% και 50% εκείνης του Ήλιου. Τα αστέρια με μεγαλύτερη μάζα ονομάζονται κίτρινοι νάνοι, ενώ μικρότερης μάζας ονομάζονται καφέ νάνοι. Όλοι οι νάνοι αποτελούν μέρος της πιο κοινής κατηγορίας αστεριών, γνωστών ως «κύρια ακολουθία». Έξω από την κύρια ακολουθία βρίσκονται λευκοί νάνοι, που έχουν εξαντλήσει το πυρηνικό τους καύσιμο, και γιγάντια αστέρια, που διογκώνονται για να σχηματίσουν αστρικά νεφελώματα ή εκρήγνυνται σε σουπερνόβα.
Ένας κόκκινος νάνος χρησιμοποιεί την ίδια αντίδραση πυρηνικής σύντηξης με τον Ήλιο για να δημιουργήσει ενέργεια: σύντηξη υδρογόνου σε ήλιο μέσω της αλληλεπίδρασης αλυσίδας πρωτονίου-πρωτονίου. Επειδή όμως οι κόκκινοι νάνοι έχουν μικρότερη μάζα, ο πυρήνας τους είναι λιγότερο συμπαγής και οι αντιδράσεις προχωρούν με πιο αργό ρυθμό από ό,τι σε μεγαλύτερα αστέρια. Έτσι, η θερμοκρασία της επιφάνειας ενός κόκκινου νάνου είναι μικρότερη από 3,500 Κ, σημαντικά από τη θερμοκρασία της επιφάνειας του Ήλιου, που είναι περίπου 5,778 Κ.
Οι κόκκινοι νάνοι είναι αρκετά μικροί ώστε να είναι πλήρως συναγωγικοί, που σημαίνει ότι το υλικό στον πυρήνα και την επιφάνεια ανακυκλώνεται συνεχώς. Εξαιτίας αυτού, οι κόκκινοι νάνοι είναι σε θέση να κάψουν μεγαλύτερο ποσοστό του πυρηνικού τους καυσίμου από ό,τι τα αστέρια με μεγαλύτερη μάζα. Σε συνδυασμό με τον χαμηλό ρυθμό πυρηνικών αντιδράσεων από τη χαμηλή συμπίεσή τους, αυτό δίνει στους κόκκινους νάνους τεράστια διάρκεια ζωής: από δεκάδες δισεκατομμύρια έως τρισεκατομμύρια χρόνια ανάλογα με τη μάζα.
Ένα μυστηριώδες πράγμα για τους κόκκινους νάνους είναι ότι τους λείπουν αυτά που ονομάζονται «μέταλλα» στην αστρονομική γλώσσα, που σημαίνει στοιχεία άλλα από το υδρογόνο ή το ήλιο. Καθώς τα περισσότερα αστέρια στο σύμπαν γεννιούνται από υπολείμματα σουπερνόβα, τα οποία περιέχουν πολλά μέταλλα, θα περίμενε κανείς ότι όλα τα αστέρια εκτός από τα πρώτα αστέρια στο σύμπαν θα περιέχουν βαρύτερα στοιχεία. Ωστόσο, δεν υπάρχουν πουθενά στους κόκκινους νάνους.