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伴随着早期宇宙的扩张，物质被均匀分布在空间中。然而，空间的密度出现了微小的不均匀，引力开始发挥作用，使得密度更高的区域会吸引越来越多的物质。就这样，基本由氢和氦组成的气体云团就形成了。它们被称作星云，是曾经孕育——并且也会继续孕育恒星的地方。
在引力的作用下，星云内密度更大的区域可能会开始向内坍缩，它们最终可能会拥有足够的密度和热量，使核聚变的开始成为可能——在这一反应中，氢会转化为氦，产生大量的光和热。正是这一过程，使得恒星——也包括太阳——能够发出如此强烈的光芒。
引力会将密度较大的几团气体区域拉到一起以形成恒星；它同样也会聚集多个恒星，以形成星系。我们的星系——银河系——有着1000亿—4000亿颗恒星，它们的直径大约有10万光年——这意味着光以每秒30万千米的速度飞行，需要花费10万年才能彻底穿过它。我们的太阳位于银河系的一个旋臂
之上，离星系的中心大约有3万光年的距离。太阳最近的恒星是比邻星（Proxima Centauri），二者间的距离仅有4.24光年。而银河系只是宇宙中至少1000亿个星系之一。宇宙的大小则是一个仍需推测的问题，然而我们能够观察到的部分就已经有930亿光年的直径了。
“奇迹不是群星领域之广阔，而是人类成功测量了它。”
阿纳托尔·法朗士（Anatole France）《伊壁鸠鲁的花园》（1894年）
不同大小的恒星在自身的生命周期内可能会经历特定的事件。那些大小近似于太阳的恒星，其表面会以大约6000摄氏度的温度燃烧（核心的温度则要更高），在它们耗尽自己的氢气之前，这一燃烧的过程会持续至少100亿年。在这一阶段，它们的核心会收缩，温度会上升到1亿摄氏度，令氦聚变得以开始。恒星开始膨胀成红巨星，大概比其初始阶段要大上100倍，之后它会收缩成一颗白矮星，缩小为原来的1/100。
恒星越大，寿命越短。例如，一颗10倍于太阳大小的恒星，仅在2000万年后就会变成一颗红巨星。随着温度的升高，恒星开始合成越来越重的元素，当它达到7亿摄氏度时，铁元素就诞生了。这一过程是构成地球等行星多种元素的起源——不只有铁，还有碳、氧和硅元素。
在这一阶段，恒星会在一次巨型爆炸中碎裂，这一爆炸被称作超新星，即一团由气体和尘埃组成的快速膨胀的云。它的中心是一个被称为中子星的物体，直径只有10—20千米，但密度很大，仅一立方厘米的物质就有2.5亿吨的质量。就算是更大的恒星，也可能以黑洞的形式结束自己的生命。黑洞是一个空间区域，密度大到连光都无法逃脱其巨大的引力。在我们银河系的中心可能存在着一个超大质量的黑洞。