W widmie czerwonych karłów charakterystyczne są linie spektralne tlenków metali, zwłaszcza tlenku tytanu (TiO), widoczne już dla typu K7, dominujące dla typu M oraz tlenku wanadu (VO), stanowiące podstawę podziału późniejszych typów. W widmie występują także linie wodorków metali, w tym CaH, MgH i FeH.
Charakterystyka obserwacyjna Masy czerwonych karłów zawierają się w przybliżonych granicach od 0,08 do około 0,6 . Jasność tych gwiazd zawiera się między 0,0001 a 0,1 jasności Słońca. Ich promienie są mniejsze niż promień Słońca, a większe niż promień Jowisza wynoszący 0,10045 promienia Słońca (lub porównywalne: najmniejsza znana gwiazda EBLM J0555-57 Ab ma promień 0,084 , a czerwony karzeł Gliese 205: 0,702 R☉).
Aktywność mały|Budowa wewnętrzna czerwonych karłów o różnych rozmiarach: Gliese 752 A i B. Wstawka ilustruje mechanizm dynama wewnątrz większego z karłów. Gwiazdy tego rodzaju cechują się dużą aktywnością. Rozbłyski czerwonych karłów (w czasie których gwiazda zwiększa wielokrotnie swoją jasność) obserwuje się częściej niż rozbłyski np. Słońca. Odsetek aktywnych gwiazd rośnie monotonicznie od podtypu M0 do M8, dla którego osiąga 70%, po czym znacznie opada dla najpóźniejszych typów M9 i L.