Starsze gwiazdy są powierzchniowo chłodne, z typową temperaturą 2000-3000 K, emitują energię w postaci podczerwieni. Pomimo faktu, że gwiazdy węglowe są bardzo duże, są trudne do zaobserwowania bez specjalistycznego sprzętu, gdyż są zazwyczaj ciemnoczerwonego lub brązowego koloru, opisywanego jako „zadymiony”. Wszystkie gwiazdy węglowe są zmiennymi, z nieregularną lub półregularną zmiennością, często pulsują, co świadczy o ich wewnętrznej niestabilności.
Wskutek ich słabej grawitacji powierzchniowej połowa (lub więcej) ich masy jest wywiewana przez wiatr gwiazdowy. Pozostałości gwiazdy, w postaci bogatego w węgiel pyłu (zbliżonego do grafitu), zostają częścią gwiezdnego pyłu. Pył ten może być później surowcem do budowy następnych pokoleń gwiazd. Otaczający gwiazdę pył węglowy może ją zasłaniać, gdyż pochłania jej promieniowanie.
Zobacz też R Leporis – przykład gwiazdy węglowej IRC +10216 (lub CW Leonis) – najlepiej przebadana gwiazda węglowa La Superba – jedna z najsłynniejszych gwiazd węglowych Marc Aaronson – amerykański astronom, znany badacz gwiazd węglowych