A vörös törpék a HRD fősorozat legkisebb tömegű csillagai. Fő tulajdonságaik:
| állapotjelző | érték |
| tömeg | $0,073\unicode{x2013} 0,5$ naptömeg a Nap tömegének $7,5\unicode{x2013} 50\%$‑a $75\unicode{x2013} 500$ jupitertömeg |
| felszíni hőmérséklet | $2500\unicode{x2013} 4000\ \mathrm{K}$ (a Napé $5800\ \mathrm{K}$) |
| maghőmérséklet | $3\unicode{x2013} 5\ \mathrm{millió\ K}$ (a Napé $15,7\ \mathrm{millió\ K}$) |
| luminozitás | $10^{-1}\unicode{x2013} 10^{-4}$‑szerese a Napénak |
| fúziós időszak | $10^{10}\unicode{x2013} 10^{13}$ év |
A vörös törpékben a maghőmérséklet már eléri a hidrogén héliummá fuzionálásához szükséges $3\ \mathrm{millió\ K}$‑t. Sok milliárd éven át pp‑ciklusokkal termelik a hőt. De sosem indul be bennük további, nagyobb elemekkel zajló fúzió (a következő lenne a triplaalfa folyamat: \(3\ \mathrm{{}^4He\to {}^{12}C}\)). Ugyanis túl kicsi a tömegük, hogy a gravitációs összehúzódás képes legyen eléggé felforrósítani őket a héliumfúzióhoz szükséges $100\ \mathrm{millió\ K}$‑re.
A fősorozatbeli állapotukban igen hosszú ideig tartózkodnak, tipikusan sok milliárd éven át, akár 6000 milliárd évig is. Ennek oka nemcsak az, hogy a Napéhoz képest kisebb maghőmérséklet miatt lassabban fogyasztják a fúziós üzemanyagot, a hidrogént, hanem az is, hogy a vörös törpéknél nagyobb tömegű csillagok (0,5 naptömeg fölöttiek) esetében az élettartam nagy része alatt csak a csillagmagban zajlik a \(\mathrm{H\to He}\) fúzió, a külsőbb rétegekben nem (oda csak a viszonylag rövid vörös óriás illetve vörös szuperóriás fázisban terjed ki a hidrogénfúzió). Ez amiatt van, mert a vörös törpékben a kisebb gravitáció miatt a konvekció (hőáramlás) az egész csillagra kiterjed, vagyis az anyagáramlások folyamatosan behordják a fúzióhoz elég meleg magba a külső részek hidrogénját és kihordják a magból a termelődő héliumot. Így egyrészt nem alakul ki a "héliummérgezés" (a \(\mathrm{H\to He}\) fúziót már gátló magas héliumkoncentráció), másrészt a vörös törpe az összes hidrogénját képes elhasználni. Ezek eredményeképpen nagyon sokáig tart a \(\mathrm{H\to He}\) fúziós időszakuk.
A vörös törpék és a barna törpék megkülönböztetése nehéz, mivel a barna törpék a fúziós szakaszuk kezdetén (átmenetileg) akkora felszíni hőmérsékletűek, mint a hidegebb vörös törpék.
A vörös törpék fejlődésének kései, végső szakaszáról megfigyelésen alapuló adatunk elvileg sem lehet, mivel az Univerzum még csak kb. 13,7 milliárd éves, így a vörös törpék egyike sem ért még el a hidrogénfúziós korszakának ("fénykorának") a végére.
A feltételezések szerint nagyon hosszú idő múlva a vörös törpékből is fehér törpék lesznek, de általunk eddig meg nem figyeltek fajtájú fehér törpék, amiknek anyaga hélium lesz. A jelenleg megfigyelhető fehér törpék ugyanis nem vörös törpékből keletkeztek, hanem a Naphoz hasonló fősorozati csillagokból, miután azok átmentek a vörös óriás fázison, majd összeroskadva (a gravitációtól felforrósodva $100\ \mathrm{millió\ K}$ fölé) a héliumtartalmuk tovább fuzionált szénné.