Diagrama Hertzsprung-Russell este un instrument pe care astronomii și astrofizicienii îl folosesc pentru a clasifica diferite tipuri de stele. Uneori este numită Diagrama Culoare-Magnitudine (CMD).
Diagrama Hertzsprung-Russell prezintă în primul rând culoarea/căldura unei stele în raport cu magnitudinea/luminozitatea sa absolută. Culoarea și căldura sunt axa x. Împărtășesc o axă deoarece culoarea și căldura se corelează foarte bine între ele. Până la aproximativ 3500 K temperatura suprafeței, stelele sunt roșii, până la aproximativ 4500 K sunt portocalii, până la aproximativ 6000 K sunt galbene, până la aproximativ 9000 K sunt albe, iar mai departe sunt albastre. Unele stele, cum ar fi stelele Wolf-Rayet, au temperaturi de suprafață de până la 25,000 K.
Mărimea/luminozitatea absolută este axa y a diagramei Hertzsprung-Russell. Din nou, ca și în cazul axei x, axa y poate împărtăși două variabile, deoarece cele două sunt corelate. Mărimea absolută este măsurată folosind o scară standard de luminozitate, în timp ce partea de luminozitate este măsurată în termeni de unități solare. Partea unităților solare este o scară logaritmică, deoarece stelele variază în luminozitatea lor de la 1/100,000 parte față de Soare până la ~100,000 de ori mai mare decât Soarele. În timpul unei supernove, o stea strălucește la fel de puternic ca de cinci miliarde de ori Soarele, deși acest lucru este doar temporar.
Diagrama Hertzsprung-Russell arată că stelele se grupează în mai multe categorii naturale: secvența principală (pitici), din care Soarele nostru este membru, este formată din stele care fuzionează hidrogen; pitice albe, care și-au epuizat combustibilul nuclear și sunt în proces de răcire; și subgiganții, giganții și supergiganții, care fuzionează împreună elemente mai grele decât hidrogenul, cum ar fi heliul.
Stelele pitice albe sunt mult mai mici decât Soarele: au un diametru doar similar cu cel al Pământului! Acest lucru se datorează faptului că o pitică albă este o rămășiță a miezului unei stele care a generat anterior propria energie. Stelele pitice sunt mult mai mari, în jurul dimensiunii Soarelui nostru. Giganții sunt încă mult mai mari, la fel de mari ca orbita lui Marte. Acest lucru se datorează faptului că își topesc combustibilul nuclear mai rapid, încălzindu-le și extinzându-și învelișul.
Numele standard pentru stele provine din diagrama Hertzsprung-Russell. De exemplu, dacă o stea este roșie și în clasa supergiganților, se numește supergigantă roșie. Soarele nostru este o pitică albă. Există giganți galbeni, giganți albaștri, pitici portocalii, pitici roșii și multe alte categorii de stele cunoscute.