Hvězdy tráví většinu svého života na hlavní posloupnosti. Je to dlouhá, stabilní fáze, kdy hvězda ve svém jádru fúzuje vodík s héliem. Vnější tlak z fúze vyvažuje vnitřní gravitační sílu a hvězda stabilně září miliony až miliardy let. Slunce se nachází na hlavní posloupnosti přibližně 4,6 miliardy let a zůstane tam dalších zhruba 5 miliard let.

Hlavní posloupnost není jediný stav. Je to pás na Hertzsprungově-Russellově diagramu, který se táhne od horkých, jasně modrých hvězd vlevo nahoře k chladným, slabým červeným trpaslíkům vpravo dole. Poloha hvězdy v pásu závisí téměř výhradně na její hmotnosti. Masivní hvězdy hoří horko a rychle a žijí jen několik milionů let. Nízkohmotní červení trpaslíci nasávají své palivo a mohou přežít biliony let.

Když hvězda vyčerpá vodík ve svém jádru, opouští hlavní posloupnost. To, co se stane dál, závisí na její hmotnosti. Hvězda jako Slunce se rozpíná do rudého obra, poté odhodí své vnější vrstvy a stane se bílým trpaslíkem. Masivní hvězda se zvětší do veleobra a končí supernovou, zanechá po sobě neutronovou hvězdu nebo černou díru.

Hlavní sekvence je místem, kde se odehrává děj. Většina hvězd, které můžete vidět vlastníma očima, je tam.