Το διάγραμμα Hertzsprung-Russell είναι ένα εργαλείο που χρησιμοποιούν οι αστρονόμοι και οι αστροφυσικοί για να ταξινομήσουν διαφορετικούς τύπους άστρων. Μερικές φορές ονομάζεται Διάγραμμα Χρώματος-Μεγέθους (CMD).
Το διάγραμμα Hertzsprung-Russell απεικονίζει κυρίως το χρώμα/τη θερμότητα ενός άστρου σε σχέση με το απόλυτο μέγεθος/φωτεινότητά του. Το χρώμα και η θερμότητα είναι ο άξονας x. Μοιράζονται έναν άξονα επειδή το χρώμα και η θερμότητα συσχετίζονται πολύ καλά μεταξύ τους. Μέχρι περίπου 3500 K επιφανειακή θερμοκρασία, τα αστέρια είναι κόκκινα, μέχρι περίπου 4500 K είναι πορτοκαλί, μέχρι περίπου 6000 K είναι κίτρινα, μέχρι περίπου 9000 K είναι λευκά και πέρα από αυτό είναι μπλε. Ορισμένα αστέρια, όπως τα αστέρια Wolf-Rayet, έχουν επιφανειακές θερμοκρασίες έως και 25,000 Κ.
Το απόλυτο μέγεθος/φωτεινότητα είναι ο άξονας y του διαγράμματος Hertzsprung-Russell. Και πάλι, όπως με τον άξονα x, ο άξονας y μπορεί να μοιράζεται δύο μεταβλητές επειδή οι δύο συσχετίζονται. Το απόλυτο μέγεθος μετράται χρησιμοποιώντας μια τυπική κλίμακα φωτεινότητας, ενώ η πλευρά της φωτεινότητας μετράται σε ηλιακές μονάδες. Η πλευρά των ηλιακών μονάδων είναι μια λογαριθμική κλίμακα, επειδή τα αστέρια κυμαίνονται στη φωτεινότητά τους από το 1/100,000 του Ήλιου έως ~ 100,000 φορές τον Ήλιο. Κατά τη διάρκεια ενός σουπερνόβα, ένα αστέρι λάμπει τόσο λαμπρά όσο πέντε δισεκατομμύρια φορές ο Ήλιος, αν και αυτό είναι μόνο προσωρινό.
Το διάγραμμα Hertzsprung-Russell δείχνει ότι τα αστέρια συγκεντρώνονται σε πολλές φυσικές κατηγορίες: η κύρια ακολουθία (νάνοι), μέλος της οποίας είναι ο Ήλιος μας, αποτελείται από αστέρια που συντήκονται με υδρογόνο. λευκούς νάνους, που έχουν εξαντλήσει τα πυρηνικά τους καύσιμα και βρίσκονται σε διαδικασία ψύξης. και τους υπογίγαντες, τους γίγαντες και τους υπεργίγαντες, που συντήκουν στοιχεία βαρύτερα από το υδρογόνο, όπως το ήλιο.
Οι λευκοί νάνοι αστέρες είναι πολύ μικρότεροι από τον Ήλιο: έχουν διάμετρο παρόμοια μόνο με αυτή της Γης! Αυτό συμβαίνει επειδή ένας λευκός νάνος είναι ένα απομεινάρι του πυρήνα ενός άστρου που προηγουμένως παρήγαγε τη δική του ενέργεια. Τα αστέρια νάνοι είναι πολύ μεγαλύτερα, περίπου στο μέγεθος του Ήλιου μας. Οι γίγαντες είναι πολύ μεγαλύτεροι ακόμα, τόσο μεγάλοι όσο η τροχιά του Άρη. Αυτό συμβαίνει επειδή συγχωνεύουν τα πυρηνικά τους καύσιμα πιο γρήγορα, θερμαίνοντάς τα και διευρύνοντας το περίβλημά τους.
Το τυπικό όνομα για τα αστέρια προέρχεται από το διάγραμμα Hertzsprung-Russell. Για παράδειγμα, αν ένα αστέρι είναι κόκκινο και ανήκει στην κατηγορία των υπεργιγάντων, ονομάζεται κόκκινος υπεργίγαντας. Ο Ήλιος μας είναι ένας λευκός νάνος. Υπάρχουν κίτρινοι γίγαντες, μπλε γίγαντες, πορτοκαλί νάνοι, κόκκινοι νάνοι και πολλές άλλες γνωστές κατηγορίες αστεριών.