Diagrama Hertzsprung-Russell este unul dintre cele mai importante instrumente din astrofizică. Aceasta reprezintă stelele în funcție de luminozitatea lor pe axa verticală și temperatura sau tipul lor spectral pe axa orizontală. Când astronomii au început să reprezinte stelele în acest fel la începutul secolului al XX-lea, au descoperit tipare care au dezvăluit cum trăiesc și mor stelele.

Majoritatea stelelor se situează de-a lungul unei benzi diagonale numită secvență principală. Acestea sunt stele care fuzionează hidrogen în heliu în nucleele lor. Soarele este o stea din secvența principală. Deasupra și la dreapta se află giganți roșii și supergiganți, stele care și-au epuizat hidrogenul din nucleu și s-au extins. Dedesubt și la stânga se află pitice albe, rămășițele răcite ale stelelor moarte.

Diagrama este, de asemenea, o hartă evolutivă. Poziția unei stele pe diagramă îți spune vârsta, masa și stadiul de viață al acesteia. Pe măsură ce o stea evoluează, se mișcă pe diagramă în moduri previzibile. Secvența principală este locul unde stelele își petrec cea mai mare parte a vieții. Ramurile gigantice sunt locul unde merg atunci când rămân fără combustibil.

Diagrama HR a fost dezvoltată independent de Ejnar Hertzsprung și Henry Norris Russell în jurul anului 1910. Rămâne un instrument fundamental pentru înțelegerea populațiilor stelare și a istoriei galaxiilor.