L'idea fu resa celebre dal fisico Freeman Dyson nel 1960. Sosteneva che una civiltà sufficientemente avanzata, assetata di energia, avrebbe finito per circondare la propria stella di collettori, invece di accontentarsi della sottile frazione di luce che per caso colpisce il pianeta natale. Un guscio solido e rigido è meccanicamente impossibile — non avrebbe alcun legame gravitazionale netto con la stella e andrebbe alla deriva — perciò le forme realistiche sono vaste nubi di collettori indipendenti (uno sciame) che, al limite, diventano abbastanza dense da racchiudere quasi del tutto la stella.
A involucro completo, la stella diventa di fatto un'infrastruttura. La sua luce non sfugge più nello spazio: viene intercettata, convertita e ridiretta verso i mondi e gli habitat del sistema. Vista dall'esterno, la stella si oscura e arrossa per via del calore residuo — una firma che gli astronomi cercano attivamente come tecnofirma di civiltà aliene.
Sulla scala di Kardashev questo è la soglia di una civiltà di Tipo II (K ≈ 2,0). Il modello qui mostra l'ultimo gradino della costruzione stellare: lo sciame si è ispessito in un guscio geodetico quasi pieno che avvolge il Sole. Passa alla vista ad anelli per scoprire l'alternativa — un sistema inclinato di ampi anelli orbitali di collettori che raccolgono la stessa stella.
Una sfera di Dyson è una megastruttura ipotetica che circonda una stella di collettori per catturarne una grande frazione della produzione energetica. È il progetto simbolo di una civiltà di Tipo II (stellare) sulla scala di Kardashev.
Un guscio solido e rigido non è fisicamente stabile, ma uno sciame di Dyson — innumerevoli collettori indipendenti in orbita attorno alla stella — è consentito dalla fisica nota. Gli ostacoli sono materiali e logistici: estrarre massa a sufficienza, dissipare il calore residuo e coordinare una costruzione che dura secoli.
Circa 10²⁶ watt per una stella simile al Sole — all'incirca 3,8 × 10²⁶ W — ossia circa dieci miliardi di volte la potenza che padroneggia una civiltà planetaria di Tipo I.
Nessuna sfera di Dyson confermata è stata scoperta. Gli astronomi cercano il rivelatore eccesso infrarosso — una stella che appare più debole nella luce visibile ma irradia per il calore residuo — come possibile tecnofirma, ma nessun candidato ha retto.
