A la fin de leur vie, alors qu'elles sont devenues des géantes rouges, les étoiles de masse moyenne (1 à 10 fois la masse du Soleil, environ) deviennent instables. Elles éjectent ainsi progressivement le gaz constituant leurs couches superficielles, jusqu'à dévoiler leur coeur. Ce dernier, très chaud (jusqu'à 200 000 K !), émet un rayonnement extrêmement énergétique, qui va progressivement ioniser le gaz éjecté. C'est ce gaz ionisé qui est à l'origine de la palette de couleurs caractéristique des nébuleuses planétaires : rouge pour l'hydrogène, bleu-vert pour l'oxygène, jaune pour l'azote ...

Tous les éléments chimiques du carbone à l'uranium sont produits dans les étoiles. Ainsi les étoiles à l'origine des nébuleuses planétaires sont des sources importantes de carbone, d'oxygène, mais aussi d'argent, d'iode, d'étain ...

Tous ces éléments sont libérés dans le milieu interstellaire grâce au processus de formation des nébuleuses planétaires, qui jouent ainsi un rôle clé dans le recyclage et l'évolution chimique de la matière cosmique.

Le gaz ainsi enrichi peut ensuite participer à la formation de nouvelles étoiles, éventuellement accompagnées d'un cortège de planètes ...