Punaiset kääpiöt ovat pieniä, suhteellisen viileitä tähtiä, jotka ovat galaksimme lukuisin tähti, ellei maailmankaikkeus. Tätä on vaikea todentaa, koska punaiset kääpiöt eivät ole kovin kirkkaita (vaihtelevat 0.01–10% auringon kirkkaudesta), mikä vaikeuttaa niiden havaitsemista tähtitieteellisiltä etäisyyksiltä. Proxima Centuari, aurinkokunnan lähin tähti, on punainen kääpiö.
Punaisten kääpiöiden massa on 7.5% – 50% auringon massasta. Massiivisempia tähtiä kutsutaan keltaisiksi kääpiöiksi, kun taas vähemmän massiivisia kutsutaan ruskeiksi kääpiöiksi. Kaikki kääpiöt ovat osa yleisintä tähtiluokkaa, joka tunnetaan nimellä “pääjärjestys”. Pääjärjestyksen ulkopuolella ovat valkoiset kääpiöt, jotka ovat käyttäneet ydinpolttoaineensa, ja jättimäiset tähdet, jotka turpoavat muodostaen tähtisumuja tai räjähtäen supernoviksi.
Punainen kääpiö käyttää samaa ydinfuusioreaktiota kuin aurinko energian tuottamiseksi: vedyn fuusiota heliumiksi protoni-protoniketjun vuorovaikutuksen kautta. Mutta koska punaiset kääpiöt ovat vähemmän massiivisia, niiden ydin on vähemmän kompakti ja reaktiot etenevät hitaammin kuin suurissa tähdissä. Siten punaisen kääpiön pintalämpötila on alle 3,500 K, mikä on merkittävästi Auringon pintalämpötila, joka on noin 5,778 K.
Punaiset kääpiöt ovat riittävän pieniä ollakseen täysin konvektiivisia, mikä tarkoittaa, että ytimen ja pinnan materiaali kierrätetään jatkuvasti. Tästä syystä punaiset kääpiöt voivat polttaa suuremman osan ydinpolttoaineestaan kuin massiivisemmat tähdet. Yhdessä alhaisen ydinreaktioiden nopeuden kanssa niiden alhaisesta puristumisesta tämä antaa punaisille kääpiöille valtavan elinkaaren: kymmenistä miljardeista biljooniin vuosiin massasta riippuen.
Yksi salaperäinen asia punaisissa kääpiöissä on, että heiltä puuttuu tähtitieteen kielessä “metalleiksi” kutsuttuja elementtejä, jotka tarkoittavat muita elementtejä kuin vetyä tai heliumia. Koska suurin osa maailmankaikkeuden tähdistä syntyy supernova detrituksesta, joka sisältää monia metalleja, voidaan olettaa, että kaikki tähdet paitsi maailmankaikkeuden ensimmäiset tähdet sisältävät raskaampia elementtejä. Silti niitä ei löydy punaisista kääpiöistä.