Beli patuljci su ostaci zvezda čija je početna masa bila manja od 10 sunčevih masa, a krajnja masa ispod 1,4 mase Sunca (Čandrasekarova granica). Prvi beli patuljak otkriven je 1862. godine. Nazvan je Sirijus B, a sjaj mu je 10000 puta manji od sjaja njegovog para, Sirijusa A*. Uprkos tome, njegova povrsinska temperatura je veoma visoka - 30000K. Poluprečnik Sirijusa B je reda veličine poluprečnika Zemlje, dakle, njegova gustina mora biti vrlo velika - 1011 Kg/m3. Struktura tih neobičnih zvezda objasnjena je tek 1920-ih, nakon pojave kvantne mehanike i teorije relativnosti.

Usled velikih gustina belih patuljaka, elektroni se gotovo dodiruju. Po kvantnoj mehanici, dve čestice čiji je spin ½, poput elektrona, ne mogu imati istovetne brzine i polozaje jer je kvantifikovan njihov fazni prostor - Paulijev princip isključenja. Zato elektronski gas, koji je tada degenerisan ima mnogo veći pritisak nego jedan idealan gas iste gustine i, sto je jos vaznije, taj pritisak je nezavisan od temperature. U tim uslovima ne moze doći ni do kakve nuklearne reakcije, te sjaj potiče od energije koju je zvezda uskladistila u ranijim fazama.

U hemijskom sastavu belih patuljaka preovladavaju ugljenik i kiseonik, plodovi etapa nukleosinteze koji prethode planetarnoj maglini. Zbog ogromnog pritiska, jezgra se grupisu u kristalne strukture. S povećanjem mase beli patuljci postaju sve kompaktniji. Tako jedan beli patuljak sa pola sunčeve mase ima poluprečnik 10000 Km, a neki sa blizu 1,4 masa Sunca

ima poluprečnik 3000 Km. Temperatura na povrsini belog patuljka moze dostići 105 K, dok njegova centralna temperatura iznosi 107 K. Međutim, zvezda koja je ostala bez izvora energije moze samo polako da se hladi, i tek nakon vise milijardi godina dočekaće svoju konačnu sudbinu, zajedničku svim zvezdama male mase - postaće crni patuljak, hladan i taman kristal u vasionskom   

Pod terminom "braon patuljak" se podrazumeva nebesko telo koje je proslo kroz isti proces nastanka kao zvezda, ali da pri tome nije sakupilo dovoljnu količinu gasa i prasine da bi u njegovom jezgru otpočela nuklearna fuzija. Drugim rečima, braon patuljci su zvezde koje nisu dovoljno masivne da bi podrzale sagorevanje vodonika. Posto je donja granica masivnosti za paljenje vodonika 0,084 Sunčeve mase, to znači da braon patuljci moraju imati manju masu. Po definiciji, centralna temperatura braon patuljka mora biti manja od 3 miliona stepeni, posto je to kritična temperatura za paljenje vodonika. Tempetarura zavisi od mase, jer sto je telo masivnije ono ima veću tempetaturu. Povrsinska temperatura braon patuljka se procenjuje na oko 2500K pa do manje od 1000 K. (Poređenja radi, najmanje zvezde, crveni patuljci, imaju povrsinsku temperaturu izmedju 2500 i 3500 K).