在銀河系中，比太陽還小的恆星佔90%，比太陽體積質量大的恆星也有很多，但恆星質量不能無限大，據科學觀測，恆星質量最大可達到265個太陽。最小的恆星半徑只有木星的84%，質量只有木星的85倍，不到太陽質量的8%。
R136a1恆星是大麥哲倫星系蜘蛛星雲中的一顆偽沃爾夫拉葉星，據推測質量是太陽的265倍左右，是目前科學觀測到的質量最大的恆星。但由於相距較遠，恆星質量的測定需要通過輻射能量換算，還要經過修正，得到的數字並不一定十分準確，但至今按照這樣的方法，從未找到過質量更大的恆星了。科學家也據此認為，恆星存在質量上限。
恆星質量越大，引力越大，物質間的核聚變反應更加劇烈，質量損失也就越快，再者聚變反應到恆星所能達到的Fe聚變也越快，然後恆星就到了盡頭，引力不穩定，超新星爆發，爆發時釋放的能量又能促進鐵聚變，形成更重的各種元素。恆星越大相對也越不穩定。
科學家們推測，在宇宙早期或許曾存在質量能達到10000個太陽的第一代恆星，它們僅由氫和氦氣體雲形成，計算機模擬顯示它們可以達到很高的質量。但實際上在宇宙中並沒有觀測到這樣的恆星存在，因為它們存在的時間可能只有幾百萬年，需要通過遙遠的伽馬射線暴源頭來尋找它們曾存在的證據，目前的觀測設備都難以找到。