Hertzsprungův-Russellův diagram je jedním z nejdůležitějších nástrojů v astrofyzice. Na svislé ose zobrazuje hvězdy podle jejich svítivosti a na vodorovné ose podle jejich teploty nebo spektrálního typu. Když astronomové na počátku 20. století začali s tímto způsobem zobrazovat hvězdy, objevili vzorce, které odhalily, jak hvězdy žijí a umírají.

Většina hvězd padá podél diagonálního pásu zvaného hlavní posloupnost. Jsou to hvězdy, které ve svých jádrech slučují vodík s héliem. Slunce je hvězda hlavní posloupnosti. Nahoře a vpravo jsou rudí obři a veleobři, hvězdy, které vyčerpaly své zásoby vodíku v jádře a rozšířily se. Dole a vlevo jsou bílí trpaslíci, chladnoucí zbytky mrtvých hvězd.

Diagram je také evoluční mapou. Pozice hvězdy na diagramu ukazuje její věk, hmotnost a stádium života. Jak se hvězda vyvíjí, pohybuje se po diagramu předvídatelnými způsoby. Hlavní posloupnost je místo, kde hvězdy tráví většinu svého života. Obří větve jsou místem, kam se vydávají, když jim dojde palivo.

HR diagram vyvinuli nezávisle na sobě Ejnar Hertzsprung a Henry Norris Russell kolem roku 1910. Zůstává základním nástrojem pro pochopení hvězdných populací a historie galaxií.