Las supernovas representan uno de los fenómenos más violentos y energéticos del universo, capaces de expulsar varias masas solares de material a velocidades que alcanzan varios puntos porcentuales de la velocidad de la luz, según estudios astronómicos. El objeto original, llamado progenitor, colapsa para formar una estrella de neutrones o un agujero negro, o es completamente destruido formando una nebulosa difusa.

Los estudios teóricos indican que la mayoría de las supernovas se desencadenan por uno de dos mecanismos básicos: el reinicio repentino de la fusión nuclear en una enana blanca, o el colapso gravitacional súbito del núcleo de una estrella masiva. En el primer caso, la temperatura del objeto se eleva lo suficiente para desencadenar fusión nuclear descontrolada, destruyendo completamente la estrella. Las causas posibles incluyen la acumulación de material de una compañera binaria mediante acreción, o por una fusión estelar. En el caso del colapso de una estrella masiva, el núcleo experimenta un colapso súbito una vez que es incapaz de producir suficiente energía de fusión para contrarrestar la propia gravedad de la estrella, lo que debe ocurrir una vez que la estrella comienza a fusionar hierro, aunque puede suceder durante una etapa anterior de fusión de metales.

Las observaciones de remanentes de supernovas recientes dentro de la Vía Láctea, junto con estudios de supernovas en otras galaxias, sugieren que estas poderosas explosiones estelares ocurren en nuestra galaxia aproximadamente entre 1,6 y 4,6 veces por siglo en promedio. Sin embargo, se espera que las supernovas en nuestra galaxia ocurran en promedio una vez cada 61 años.

Las primeras supernovas estudiadas mediante métodos astronómicos fueron la Supernova de Tycho en 1572 y la Supernova de Kepler en 1604, ambas en la Vía Láctea y visibles a simple vista. El análisis del registro histórico sugiere que, aparte de los hallazgos telescópicos, menos de 10 supernovas han sido vistas en los últimos 2.000 años.

En 1987, la supernova SN 1987A apareció en la Gran Nube de Magallanes, una galaxia satélite de la Vía Láctea en una parte del cielo fácilmente estudiable. Se realizaron muchas observaciones astronómicas de SN 1987A, incluyendo las únicas mediciones de neutrinos astronómicos aparte de los del Sol. El evento fue atribuido a la explosión de una estrella supergigante azul.

La palabra supernova tiene la forma plural supernovae o supernovas y a menudo se abrevia como SN o SNe. Se deriva de la palabra latina nova, que significa 'nueva', que se refiere a lo que parece ser una nueva estrella brillante temporal. Agregar el prefijo "super-" distingue a las supernovas de las novas ordinarias, que son mucho menos luminosas. La palabra supernova fue acuñada por Walter Baade y Fritz Zwicky, quienes comenzaron a usarla en conferencias de astrofísica en 1931. Su primer uso en un artículo de revista llegó al año siguiente en una publicación de Knut Lundmark, quien puede haberla acuñado independientemente.

La supernova más luminosa jamás registrada es ASASSN-15lh, a una distancia de 3,82 gigaaños luz. Fue detectada por primera vez en junio de 2015 y alcanzó un pico de 570 mil millones de luminosidades solares, que es el doble de la luminosidad bolométrica de cualquier otra supernova conocida. La naturaleza de esta supernova es debatida y se han sugerido varias explicaciones alternativas, como la disrupción de marea de una estrella por un agujero negro.

La supernova SN 2016gkg fue detectada por el astrónomo aficionado Victor Buso desde Rosario, Argentina, el 20 de septiembre de 2016. Fue la primera vez que se observó el "estallido de choque" inicial de una supernova óptica. La estrella progenitora ha sido identificada en imágenes del Telescopio Espacial Hubble de antes de su colapso. El astrónomo Alex Filippenko señaló: "Las observaciones de estrellas en los primeros momentos en que comienzan a explotar proporcionan información que no se puede obtener directamente de ninguna otra manera".

Los astrónomos clasifican las supernovas según sus curvas de luz y las líneas de absorción de diferentes elementos químicos que aparecen en sus espectros. Si el espectro de una supernova contiene líneas de hidrógeno (conocidas como la serie de Balmer en la porción visual del espectro) se clasifica como Tipo II; de lo contrario es Tipo I. En cada uno de estos dos tipos hay subdivisiones según la presencia de líneas de otros elementos o la forma de la curva de luz.

Las supernovas Tipo Ia muestran una fuerte línea de absorción de silicio ionizado. Las supernovas Tipo I sin esta línea fuerte se clasifican como Tipo Ib y Ic, con el Tipo Ib mostrando fuertes líneas de helio neutro y el Tipo Ic careciendo de ellas. Las supernovas Tipo II se pueden subdividir según sus espectros, con algunas mostrando líneas de emisión muy amplias que indican velocidades de expansión de muchos miles de kilómetros por segundo, mientras que otras tienen características relativamente estrechas en sus espectros, llamadas Tipo IIn, donde la "n" significa "estrecho".

Las ondas de choque en expansión de las supernovas pueden desencadenar la formación de nuevas estrellas. Las supernovas son una fuente importante de elementos en el medio interestelar desde oxígeno hasta rubidio. También son una fuente importante de rayos cósmicos y podrían producir ondas gravitacionales.

Debido a que las supernovas son eventos relativamente raros dentro de una galaxia, ocurriendo aproximadamente tres veces por siglo en la Vía Láctea, obtener una buena muestra de supernovas para estudiar requiere monitoreo regular de muchas galaxias. Hoy en día, astrónomos aficionados y profesionales encuentran alrededor de dos mil cada año. Varios miles de supernovas se ven típicamente en galaxias distantes cada año.

El Proyecto Sistema de Alerta Temprana de Supernovas (SNEWS) utiliza una red de detectores de neutrinos para dar alerta temprana de una supernova en la galaxia de la Vía Láctea. Los neutrinos son partículas subatómicas que se producen en grandes cantidades por una supernova, y no son absorbidos significativamente por el gas interestelar y el polvo del disco galáctico.

Los descubrimientos de supernovas se informan a la Oficina Central de Telegramas Astronómicos de la Unión Astronómica Internacional, que envía una circular con el nombre que asigna a esa supernova. El nombre se forma a partir del prefijo SN, seguido del año de descubrimiento, con un sufijo de una o dos letras. Las primeras 26 supernovas del año se designan con una letra mayúscula de la A a la Z. Luego, se usan pares de letras minúsculas: aa, ab, y así sucesivamente.

Las supernovas históricas se conocen simplemente por el año en que ocurrieron: SN 185, SN 1006, SN 1054, SN 1572 (llamada Nova de Tycho) y SN 1604 (Estrella de Kepler). Desde 2000, astrónomos profesionales y aficionados han estado encontrando varios cientos de supernovas cada año (572 en 2007, 261 en 2008, 390 en 2009; 231 en 2013).

Durante la década de 1960, los astrónomos descubrieron que las intensidades máximas de las supernovas podían usarse como velas estándar, por lo tanto indicadores de distancias astronómicas. Algunas de las supernovas más distantes observadas en 2003 parecían más tenues de lo esperado. Esto respalda la opinión de que la expansión del universo se está acelerando.

Comparado con la historia completa de una estrella, la apariencia visual de una supernova es muy breve, a veces abarcando varios meses, por lo que las posibilidades de observar una a simple vista son aproximadamente una vez en la vida. Solo una pequeña fracción de los 100 mil millones de estrellas en una galaxia típica tiene la capacidad de convertirse en supernova, estando la capacidad restringida a aquellas que tienen alta masa y aquellas en tipos raros de sistemas de estrellas binarias con al menos una enana blanca.