根据认识，超新星爆发事件就是一颗大质量恒星的“暴死”。对于大质量的恒星，如质量大于8倍太阳质量的恒星，由于质量巨大，在它们演化到后期时，当核心区硅聚变产物-铁-56积攒到一定程度时，往往会发生大规模的爆发。这种爆炸就是超新星爆发。现已证明，1572年和1604年的新星都属于超新星。在银河系和许多河外星系中都已经观测到了超新星，总数达到数百颗。可是在历史上，人们用肉眼直接观测到并记录下来的超新星，却只有6颗。
超新星的英文名称为supernova，nova在拉丁语中是“新”的意思，这表示它在天球上看上去是一颗新出现的亮星（其实原本即已存在，因亮度增加而被认为是新出现的）；前缀super-是为了将超新星和一般的新星相区分，也表示了超新星具有更高的亮度，以及更稀少的分布和不同的形成机制。根据韦氏词典，supernova一词最早在1926年见于出版物中。
已知存在的超新星有几种不同类型，但其形成机制都来自两种情形之一：通过核聚变产生能量的过程终止或突然启动。当一个衰老的大质量恒星核无法再通过热核反应产生能量时，它有可能会通过引力坍缩的过程坍缩为一个中子星或黑洞。引力坍缩所释放的引力势能会加热并驱散恒星的外层物质。另一种形成机制为一颗白矮星可能会从其伴星那里获取并积累物质（通常是通过吸积，少数通过合并）从而提升内核的温度，以至能够将碳元素点燃并由此导致热失控下的核聚变，最终将恒星完全摧毁。当质量超过钱德拉塞卡极限（约为1.44倍太阳质量）的恒星内部的核聚变炉无法提供足够的能量时，恒星将走向坍缩；而当吸积过程中的白矮星质量达到这一极限时它们将会质量过高而烧毁。需要注意的是，白矮星还会通过碳氮氧循环在其表面形成一种与上述有所不同的并且规模小很多的热核爆炸，这被称作新星。一般认为质量小于9倍太阳质量左右的恒星在经历引力坍缩的过程后是无法形成超新星的。
根据估算，在如银河系大小的星系中超新星爆发 的概率约为50年一次，它们在为星际物质提供丰富的重元素中起到了重要作用。同时，超新星爆发产生的激波也会压缩附近的星际云，这是新的恒星诞生的重要启动机制。 由于在一个星系中超新星是很少见的事件，银河系大约每隔50年发生一次，为了得到良好的研究超新星的样本需要定期检测许多星系。
在其他星系的超新星无法准确地预测。通常情况下，当它们被发现时，过程已经开始。对超新星最有科学意义的研究（如作为标准烛光来测量距离）需要观察其峰值亮度。因此，在它们达到峰值之前发现他们非常重要。业余天文学家的数量大大超过了专业天文学家，他们通常通过光学望远镜观察一些较近的星系，并和以前的图片相比较，在寻找超新星方面发挥了重要的作用。
到20世纪末期，天文学家越来越多转向用计算机控制的天文望远镜和CCD来寻找超新星。这种系统在业余天文学家中很流行，同时也有较大的设施，如卡茨曼自动成像望远镜（KAIT）。中微子是超新星爆炸时产生的大量的次原子粒子，并且它不被银河系的星际气体和尘埃所吸收。
超新星的搜寻分为两大类：一些侧重于相对较近发生的事件，另一些则寻找更早期的爆炸。由于宇宙的膨胀，一个已知发射光谱的远程对象的距离可以通过测量其多普勒频移（或红移）来估计。平均而言，较远的物体比较近的物体以更大速度减弱，因此具有更高的红移。因此，搜寻分为高红移和低红移，其边界约为z = 0.1–0.3之间——其中z是频谱频移的无量纲量度。
高红移的搜寻通常涉及到对超新星光度曲线的观测，这对于生成哈勃图以及进行宇宙学预测所用的标准或校准烛光很有用。在低红移端超新星的光谱比其在高红移端更有实用价值，并可用于研究超新星周围的物理与环境 。低红移也可用于测定近距端的哈勃曲线，这是用来描述可见的星系距离与红移之间的关系曲线，参见哈勃定律。
2011年诺贝尔物理学奖公布：美国教授佩尔马特、美澳双国籍教授布莱恩·施密特和美国教授黎斯3人获奖，他们通过研究超新星发现宇宙正加速膨胀、变冷，称整个宇宙最终可能变成冰。医学奖首次颁给已故学者。化学奖、和平奖、文学奖、经济学奖等奖项将陆续公布。2011年的诺贝尔奖奖金仍为1000万瑞典克朗(约合146万美元)。
2011年11月，美国美国国家航空暨太空总署（NASA）利用望远镜进行新的红外线观测，已经证实中国东汉时期记载的天有异象，客星侵主，是第一次有记载的超新星爆炸。
2016年3月，由美国圣母大学天文学家彼得·加尔纳维切领导的科研小组用了3年时间分析开普勒所观测的50万亿颗恒星的光谱，结果找到两颗超新星，其中一颗名为KSN 2011a，大小相当于近300个太阳，距地球约7亿光年；另一颗名为KSN 2011d，大小相当于约500个太阳，距地球约12亿光年。
研究人员在较大的超新星上首次观测到激波暴，但在较小的超新星上却没有观测到。他们猜测这可能是因为小的超新星周围环绕气体，遮挡了所产生的激波暴。
加尔纳维切在一份声明中说：“激波暴的闪光可持续约1小时，因此要捕捉到一次这种闪光，要么是运气特别好，要么得持续不断地观测数以百万计的恒星。”美国航天局的声明则将这一发现称为天文观测上的一个“里程碑”。 2010年，星明天文台业余天文学家孙国佑与高兴在NGC5430星系发现了一颗新爆发的超新星，后经著名的帕洛玛山天文台确认为Ic型超新星，编号PTFacbu，这也是大陆天文爱好者发现的首颗超新星。
2011年2月19日，星明天文台业余天文学家金彰伟与高兴发现超新星，2011aj。
2011年4月26日，星明天文台业余天文学家金彰伟与高兴发现超亮超新星，2011by，其极大值达到12.5星等，是2011年最亮的超新星，比较罕见。
2015年9月12日10时，合肥市五年级学生廖家铭通过新疆南山县星明天文台的望远镜，发现一颗疑似超新星，如果经光谱证实其确系超新星，10岁的廖家铭，将成为全球发现超新星年纪最小的人之一。
2016年1月，一支由中国科学家带领的国际团队或发现了有史以来最强大的超新星爆发。1月14日，该团队在美国俄亥俄州立大学发布声明说，最新发现的这个超新星亮度是太阳的5700亿倍，比银河系中所有恒星加起来还要亮20倍。