Este fenómeno es similar a la nova, aunque de mucha mayor magnitud, ya que el incremento en la luminosidad de la estrella afectada es del orden de varios millones de veces, pudiendo igualar en brillo una única supernova al conjunto de todas las estrellas de su galaxia; de hecho, se han llegado a detectar explosiones de supernovas en galaxias diferentes de la Vía Láctea, en las cuales no resulta posible observar por separado las estrellas que las constituyen.

Las supernovas visibles a simple vista han sido, por el contrario, muy escasas a lo largo de la historia, pudiéndose reseñar la del año 1054, en la constelación de Tauro, registrada por los astrónomos chinos y origen de la actual Nebulosa del Cangrejo; la de 1572, o Estrella de Tycho, en la constelación de Casiopea, y la Estrella de Kepler, en 1604 en la de Ofiuco.

Las supernovas se producen como resultado del estallido final de estrellas suficientemente masivas una vez que éstas han agotado todo su combustible nuclear: hidrógeno, helio, carbono... El estallido es tan violento que destroza literalmente la estrella, creando una nube de polvo y gases que se expande en torno suyo, mientras el núcleo de la antigua estrella colapsa convirtiéndose, según la masa inicial, en una estrella de neutrones o en un agujero negro.

En función del proceso que las origina, los astrónomos describen dos tipos distintos de supernovas. Las supernovas de tipo I son el resultado final de un proceso de novas sucesivas en el seno de un sistema binario formado por una enana blanca y otra estrella, y tendrían lugar cuando la enana blanca ha robado a su compañera la suficiente cantidad de materia como para alcanzar el límite necesario para estallar en forma de supernova. Las supernovas de tipo II, por el contrario, tienen lugar en el seno de las estrellas de gran tamaño y elevada temperatura (gigantes y supergigantes azules y blanco azuladas) y no van precedidas por ningún proceso previo de novación. Ambos tipos se subdividen a su vez en diferentes clases, según las características de su espectro.

A diferencia de los procesos de fusión nuclear que tienen lugar en el interior de las estrellas, en los que sólo se producen átomos ligeros, desde el helio hasta el hierro, durante el estallido de las supernovas las condiciones extremas de presión y temperatura a las que tiene lugar éste producen la síntesis del resto de los elementos pesados, del hierro en adelante, cuyos átomos son expulsados al espacio circundante. Posteriormente estos átomos pueden entrar a formar parte de otras estrellas u otros sistemas planetarios, siendo éste el origen de todos los elementos pesados presentes en la Tierra: plata, oro, plomo, wolframio, uranio...