En el campo de la evolución estelar, un bucle azul es una etapa de la vida de una estrella evolucionada en la que pasa de ser una estrella fría a una más caliente antes de volver a enfriarse. El nombre deriva de la forma de la trayectoria evolutiva en un diagrama de Hertzsprung-Russell que forma un bucle hacia el lado azul (es decir, más caliente) del diagrama.
Los bucles azules pueden producirse en supergigantes rojas, estrellas de la rama de las gigantes rojas o estrellas de la rama asintótica gigante. Algunas estrellas pueden sufrir más de un bucle azul. Muchas estrellas variables pulsantes, como las cefeidas, son estrellas con bucles azules. Las estrellas de la rama horizontal no suelen denominarse de bucle azul, aunque sean temporalmente más calientes que las de las ramas de gigante roja o gigante asintótica. Los bucles se producen con demasiada lentitud como para ser observados en estrellas individuales, pero se deducen de la teoría y de las propiedades y distribución de las estrellas en el diagrama H-R.