Uhlíkové hvězdy jsou vyvinutí chladní obři (a po určitou dobu i trpaslíci) s s cirkumstellarnimi obálkami nebo oblaky prachového uhlíkového materiálu. Typická povrchová teplota se pohybuje v rozmezí 2000K a 3000K. Zdánlivá barva těchto hvězd je tmavě červená a všechny jsou nepravidelné nebo polopravidelné proměnné.

Ve spektrálním rozložení převažují pásy C2 (na vlnových délkách 4380A, 4738A, 5165A, 5635A, 6122A). Viditelné jsou také absorpční pásy C3 (4056A), CN (tj. kyanogen na vlnových délkách 3880A, 4217A, 7699A), pásy CH a SiC2 a často silná čára Na na vlnové délce 5893A. Jedno z klasifikačních schémat spekter je jako C2,3. První číslo označuje klesající teplotu od 0 do 9 (v příkladu 2). Druhé číslo označuje sílu pásů uhlíku od 1 do 5 (3 pro příklad). Uhlíkové hvězdy se také dělí na řady N a R, přičemž hvězdy N jsou starší. Hvězda řady N9 je červenější a chladnější než hvězda řady N1.

Níže uvedený seznam je převzat ze Stephensona, 1989, catalogue of Cool Galactic Carbon Stars (2 Ed.) a obsahuje uhlíkové hvězdy jasnější než Mv<8,5. Epocha = J2000. Viz: Cool Galactic Carbon Stars, 2. vydání