En astronomie, les naines rouges sont les étoiles les moins massives ; en-deçà, ce sont les naines brunes, qui ne sont pas vraiment des étoiles.
Il faut faire la différence avec un autre type d'étoiles qui pourraient être appelées aussi naines rouges : des cadavres stellaires d'étoiles peu massives, des naines blanches dont la lumière a décru au fil des milliards d'années. Il semblerait que les naines blanches ne se soient pas refroidies suffisamment pour rayonner dans le rouge, et ainsi devenir des naines rouges et a fortiori des naines noires !
Les naines rouges sont des étoiles entrées dans la séquence principale, très peu massives, voire à la limite entre un objet substellaire (naine brune) et une étoile.
Elles sont de type spectral K ou M. Elles ont une masse comprise entre 0,3 et 0,08 fois celle du Soleil, et une température de surface plus basse que 3500 K. Elles émettent peu de lumière, parfois moins d'un dix-millième de celle du Soleil.
À cause de leur petite masse, les naines rouges consument très lentement leur hydrogène et possèdent donc une durée de vie très longue, estimée entre quelques dizaines et 1000 milliards d'années. À cause de leur faible température (du fait également de leur petite masse), les naines rouges n'arrivent jamais au stade où les autres étoiles commencent la fusion de l'hélium et ne deviennent donc jamais des géantes rouges. Elles se contractent et s'échauffent lentement jusqu'à ce que tout leur hydrogène soit consommé. Dans tous les cas, il ne s'est pas encore passé suffisamment de temps depuis le Big Bang pour que les naines rouges puissent évoluer en dehors de la séquence principale.
Les naines rouges sont probablement les étoiles les plus nombreuses de l'Univers. Proxima du Centaure, l'étoile la plus proche de nous, ou l'étoile de Barnard (2e système à moins de 6 années-lumière, solitaire comme le Soleil) sont des naines rouges, de même que vingt autres parmi les trente étoiles les plus proches, comme Gliese 581.
Les naines rouges n'ont été découvertes que depuis le siècle dernier, respectivement en 1915 pour Proxima, en 1916 pour l'Etoile de Barnard par l'astronome américain Edward Emerson Barnard.