Biểu đồ Hertzsprung-Russell là một biểu đồ phân tán giúp minh họa chu kỳ sống của các kích thước khác nhau của các ngôi sao. Biểu đồ này biểu thị bốn đặc điểm chính: màu sắc, độ lớn tuyệt đối, độ sáng và nhiệt độ.
Biểu đồ H-R có hai loại: lý thuyết, sử dụng độ lớn và nhiệt độ tuyệt đối; và quan sát, sử dụng màu sắc và độ sáng. Nhiều ngôi sao trên biểu đồ H-R rơi vào dãy chính mà tất cả các ngôi sao lùn như mặt trời đều tuân theo. Chúng bắt đầu ở phía trên bên trái của sơ đồ, dành cho những ngôi sao nóng, sáng, nhưng dần dần nguội đi. Cuối cùng, các ngôi sao lùn nở ra khi tất cả hydro của chúng được hợp nhất thành heli. Khi các ngôi sao bắt đầu hợp nhất helium, lithium, carbon và các nguyên tố nặng hơn, chúng sẽ tạo ra nhiều nhiệt hơn và vượt qua lực hấp dẫn của chúng, nhưng cuối cùng chúng mất khả năng sinh nhiệt.
Biểu đồ H-R phân loại sao thành năm loại: sao lùn trắng, sao dãy chính, sao phụ, sao khổng lồ và siêu khổng lồ. Tất cả các ngôi sao cuối cùng rời khỏi dãy chính, với quá trình chính xác phụ thuộc vào khối lượng của chúng. Ví dụ, những ngôi sao lớn hơn phát nổ thành một siêu tân tinh, để lại một lõi dày đặc sụp đổ thành một ngôi sao neutron hoặc lỗ đen. Những ngôi sao nhỏ hơn trở thành sao khổng lồ đỏ, sau đó sụp đổ thành một ngôi sao lùn trắng, dần dần cháy hết. Các ngôi sao lùn trắng thiếu độ sáng vì kích thước nhỏ, nhưng chúng tạo ra rất nhiều nhiệt do trước đây là lõi của một ngôi sao hình thành siêu tân tinh.
