כוכב על-ענק כחול הוא כוכב מסיבי עם מסה של 10 - 50 מסות שמש שנמצא בסוף התפתחותו ומסיבה כלשהי תהליכי ההיתוך הגרעיני שבו הואטו. כתוצאה מכך הכוכב התכווץ לרדיוס של עשרות רדיוסי שמש (בהשוואה לרדיוס של מאות רדיוסי שמש בעל-ענקים אדומים), שטח פניו הצטמצם, אך כמות האנרגיה הנפלטת ממנו לא קטנה בהרבה כך שטמפרטורת פני השטח שלו עלתה בהרבה. כוכב על-ענק אדום עשוי להפוך באופן זה לעל-ענק כחול כאשר בזמן המעבר הוא עובר דרך הסוגים הספקטרלים השונים כעל-ענק צהוב וכעל-ענק לבן. אם תהליכי ההיתוך הגרעיני מאיצים שוב, הכוכב יכול להפוך בחזרה לעל-ענק אדום כשהוא שוב עובר דרך אותם סוגים ספקטרלים וחוזר חלילה.
על-ענק כחול מתאפיין ברוח שמש מהירה ודלילה לעומת רוח שמש איטית וצפופה של על-ענקים אדומים. מכיוון שעל-ענק כחול היה בעברו על-ענק אדום, רוח השמש המהירה שלו מתנגשת ברוח השמש האיטית והדחוסה שנפלטה בשלב העל-ענק האדום ודוחסת אותה ליצירת מעטפת גז דקה ודחוסה. אם הכוכב עובר מספר מחזורי מעבר בין על-ענק אדום ועל-ענק כחול, ייווצרו מספר מעטפות כאלו זו בתוך זו. כמעט לכל על-ענק כחול שנצפה עד כה יש לפחות מעטפת אחת כזאת, מה שמרמז שעל-ענקים כחולים נוצרים בדרך כלל מעל-ענקים אדומים.
בשל מסתו הגבוהה תוחלת חייו של על-ענק כחול היא קצרה למדי - בין מיליוני שנים לעשרות מיליוני שנים בלבד שבסופן הכוכב צפוי להתפוצץ כסופרנובה. על-ענקים עם מסה נמוכה יחסית, סביב 10 מסות שמש עשויים לאבד מספיק מסה בתהליכי ההתרחבות וההתכווצות ולסיים את חייהם כננס לבן נדיר שעשוי מחמצן ומניאון. בעבר היה מקובל להניח שרק על-ענקים אדומים הופכים לסופרנובות, כך שעל-ענקים כחולים יהפכו תמיד לעל-ענקים אדומים לפני סוף חייהם. הנחה זו נסתרה כאשר סופרנובה 1987A נוצרה ישירות מעל-ענק כחול.[2] מכיוון שמוצאים כיום הרבה יותר על-ענקים אדומים מאשר על-ענקים כחולים וכמעט כל אירועי הסופרנובה נוצרו מעל-ענקים אדומים, סביר להניח שכוכבים על-ענקים נמצאים רוב הזמן במצב של על-ענק אדום ורק חלק קטן מהזמן כעל-ענק כחול. שכיחותם הגדולה יחסית בין הכוכבים הבהירים בשמים נובעת מבהירותם המוחלטת הגדולה כך שניתן לראותם גם ממרחקים גדולים מאוד.
