Rote Zwerge sind kleine, relativ kühle Sterne, die die zahlreichste Sternart in unserer Galaxie, wenn nicht sogar im Universum, darstellen. Dies ist schwer zu überprüfen, da Rote Zwerge nicht sehr hell sind (zwischen 0.01% und 10% der Leuchtkraft der Sonne), was es schwierig macht, sie aus astronomischen Entfernungen zu beobachten. Proxima Centuari, der dem Sonnensystem am nächsten gelegene Stern, ist ein Roter Zwerg.
Rote Zwerge haben eine Masse zwischen 7.5% und 50% der Masse der Sonne. Massivere Sterne werden als gelbe Zwerge bezeichnet, während weniger massereiche als braune Zwerge bezeichnet werden. Alle Zwerge gehören zur häufigsten Sternklasse, der sogenannten „Hauptreihe“. Außerhalb der Hauptreihe befinden sich Weiße Zwerge, die ihren Kernbrennstoff erschöpft haben, und Riesensterne, die zu Sternnebeln anschwellen oder zu Supernovae explodieren.
Ein Roter Zwerg nutzt die gleiche Kernfusionsreaktion wie die Sonne, um Energie zu erzeugen: die Verschmelzung von Wasserstoff zu Helium durch die Proton-Proton-Ketten-Wechselwirkung. Da Rote Zwerge jedoch weniger massereich sind, ist ihr Kern weniger kompakt und die Reaktionen laufen langsamer ab als bei größeren Sternen. Somit beträgt die Oberflächentemperatur eines Roten Zwergs weniger als 3,500 K, deutlich als die Oberflächentemperatur der Sonne, die etwa 5,778 K beträgt.
Rote Zwerge sind klein genug, um vollständig konvektiv zu sein, was bedeutet, dass das Material im Kern und an der Oberfläche ständig umgewälzt wird. Aus diesem Grund können Rote Zwerge einen größeren Teil ihres Kernbrennstoffs verbrennen als massereichere Sterne. In Kombination mit der geringen Geschwindigkeit der Kernreaktionen aufgrund ihrer geringen Kompression verleiht dies den Roten Zwergen eine enorme Lebensdauer: von mehreren zehn Milliarden bis zu Billionen Jahren je nach Masse.
Eine mysteriöse Sache an Roten Zwergen ist, dass ihnen das fehlt, was im astronomischen Sprachgebrauch „Metalle“ genannt wird, also andere Elemente als Wasserstoff oder Helium. Da die meisten Sterne im Universum aus Supernova-Detritus entstehen, der viele Metalle enthält, würde man erwarten, dass alle Sterne außer den allerersten Sternen im Universum schwerere Elemente enthalten. Bei Roten Zwergen sind sie jedoch nirgends zu finden.