概述
1777年，威廉·赫歇爾發現這類天體後，稱它們為行星狀星雲。用大望遠鏡觀察顯示出行星狀星雲有纖維、斑點、氣流和小弧等複雜結構。它們主要分布在銀道面附近，受到星際消光的影響，大量的行星狀星雲被暗星雲遮蔽而難以觀測，其中央部分有一個很小的核心，是溫度很高的中心星。行星狀星雲的氣殼在膨脹，速度為每秒10公里到50公里。其化學組成和恆星差不多，質量一般在0.1到1個太陽質量之間，密度在每立方厘米100到10，000個原子[離子]之間，溫度為6000K到10，000K，中心星的溫度高達30，000K以上。星雲吸收它發出的強紫外輻射通
過級聯躍遷過程轉化為可見光.據估計，行星狀星雲的壽命平均約為30，000年左右。這類星雲出現，象徵著恆星已到晚年。在銀河系存在期間[大約10--100億年]，將近有10億到100億個恆星，經歷過行星狀星雲階段。因此，這種天體很可能是一種普遍存在的天體。銀河系中大部分恆星，很可能都要經過行星狀星雲而後才"死亡"。根據太陽附近的分布密度(約每千立方秒差距三十到五十個)估計，整個銀河系中應該有四五萬個，觀測到的只是其中很小的一部分。
這類星雲與瀰漫星雲在性質上完全不同，它們是如太陽差不多質量的恆星演化到晚期，核反應停止後，走向死亡時的產物。這類星雲的體積在膨脹之中，最後氣體逐漸擴散消失於星際空間，僅留下一個中央白矮星。在行星狀星雲的中央，都有一顆高溫恆星，稱為行星狀星雲的中央星。這是正在演化成白矮星的恆星。
著名的行星狀星雲有天琴座環狀星雲等。河外星系中也發現了大量的行星狀星雲，如仙女座星系中就已發現300多個行星狀星雲;大麥哲倫星系中發現400多個行星狀星雲;小麥哲倫星系中發現200多個行星狀星雲。
起源
行星狀星雲是多數恆星演化至末期的狀態。我們的太陽是一顆很普通的恆星，只有少數的恆星質量比他小。比太陽質量大許多倍的恆星在演化的末期將戲劇化的產生超新星爆炸，但是對於中等質量和低質量的恆星，終將發展成為行星狀星雲。質量低於兩倍太陽質量的恆星，一生中絕大部分的時間都在核心進行氫融合成氦的核聚變反應，由核聚變釋放出來的能量阻擋住恆星自身重力的崩潰，使恆星保持穩定。
經歷數十億年之後，恆星用盡了氫，從核心釋放出來的能量將不足以產生足夠的壓力去支撐恆星的外層外殼，於是核心將收縮使溫度上升。太陽核心的溫度接近1,500萬K，但是當氫用盡時，收縮將使溫度上升至1億K。
恆星的外殼因為核心溫度的升高將劇烈的膨脹，急劇膨脹將導致外殼溫度的下降，恆星成為紅巨星。恆星的核心繼續收縮並使溫度再升高，而當溫度達到1億K時，核心的氦將開始核聚變成為碳和氧，這一過程是宇宙中金屬的來源。再度點燃的核聚變反應阻止了核心的收縮，燃燒的氦將在內部產生碳和氧的核心，外面則被燃燒中的氦包圍著。.
氦的核聚變反應對溫度極端的敏感，與溫度的40次方(T40)成正比，也就是說溫度只要上升不到2%，反應的速率就會增加一倍，因此溫度只要略有上升，就會迅速導致反應速率的增加，然後釋放出更多的能量，進一步的提高溫度;從而使外殼向外膨脹的速率增加，外殼的溫度也更為降低。這使得恆星變得很不穩定，於是巨大的脈動組合產生了，恆星的氣體外殼在反覆的收縮、膨脹之中，最後終將被拋入太空中。
拋出的氣體在恆星附近形成彩色的雲層，而在中心剩下裸露的核心。隨著越來越多的氣體外殼被拋離恆星，恆星裸露出來的層次不斷深入核心，露出部分的表面溫度也越來越高。當露出的表面溫度大約達到30,000K時，就會有足夠紫外線光子將大氣層中的原子游離，於是氣體開始產生受激輻射，行星狀星雲便誕生了。
摺疊生命期
行星狀星雲中的氣體以每秒數千公里的速度向外漂移，當氣體持續向外膨脹的同時，因為恆星的質量不足以讓核心收縮至溫度能引發碳和氧進行核聚變所需要的溫度，中心的恆星會因為核聚變反應的停止而開始逐漸冷卻。一旦核心的表面溫度低至不足以釋放出足夠的紫外線讓越來越遙遠的氣體發光，雲氣將不再被看見，這顆恆星就成為白矮星，而氣體的雲氣也將重組。一個典型的行星狀星雲從誕生到重組，大約只需要10,000年的時間。
主要特點
行星狀星雲是恆星晚年時的產物。行星狀星雲實際上是由即將消亡的恆星拋出的氣體組成的。在整個恆星生命的最後階段，恆星依靠位於核心外面的殼層中的氦進行聚變反應提供能量。這個過程很不穩定。在內部的劇烈動盪和輻射壓力等共同作用下，已經膨脹並且相互間結合的很鬆散的恆星表面層被拋入太空，這就形成了行星狀星雲。被拋到太空的物質非常多，以每秒1000公里的高速運動，形成一股強勁的"風"。組成星雲的這些物質雖然很稀薄，但質量很大。行星狀星雲IC418行星狀星雲IC418
在銀河系中，平均每年都有一個新的行星狀星雲誕生。自18世紀以來，天文學家已經觀測了大約1500個行星狀星雲的圖像，並對它們進行了編目分類。另外，可能還有大約1萬個行星狀星雲隱藏在銀河系稠密的塵埃雲後面。
行星狀星雲有各種複雜形狀，它們幾乎都具有對稱性。它擁有五彩繽紛的氣體雲，是天文學中最壯麗的景觀之一。關於星雲的形成和發展過程的研究正在繼續，有多種模型，但都不能正確地解釋所有觀測結果。
最初的"互動恆星風假說"模型認為，高速的恆星風沖入前方低速的恆星風時，將在兩者的交接面形成一個稠密的壓縮氣體圈。這種模型對圓形和近圓形的行星狀星雲給出了滿意的解釋。但根據觀測，圓形的行星狀星雲只占總數的10%，更多的是扁、長的形狀。
在"互動恆星風假說"的修正模型中，假設低速恆星風如今赤道位置形成了厚密的環。由於這個環的影響，高速恆星風強烈偏轉，形成呈鏡像對稱的沙漏形狀。在計算機模擬中，這一模型圓滿地解釋了到1993年所發現的所有形狀。
