Protože fyzikální veličiny, které popisují vlastnosti různých hvězd mohou nabý\-vat hodnot, které se liší o několik řádů, je účelné vynést vlastnosti různých hvězd do stavových diagramů a hledat závislosti. Hvězdy téže spektrální třídy mohou mít různý zářivý výkon. Proto vytvoříme diagram, kde na vodorovné ose bude spektrální třída či povrchová teplota a na svislé ose zářivý výkon — nejlépe dekadický logaritmus z podílu \(\frac{L}{L_\odot}\). Tento diagram se poté nazývá Hertzsprungův-Russelův diagram. Diagram je znázorněn na obrázku.
![HR diagram](http://ucebnice-astrofyziky.cz/wp-content/uploads/2017/11/hr-1024x708-433x300.png)
HR diagram
Na diagramu můžeme pozorovat, že se hvězdy shlukují do skupin podle svých vlastností. Nejvíce hvězd se nachází na hlavní posloupnosti, kde leží i Slunce. Chladné hvězdy s vysokým zářivým výkonem nazýváme červení obři, hvězdy s větším výkonem nazýváme nadobři. Oproti tomu existují hvězdy s velmi vysokou teplotou a malým zářivým výkonem, které nazýváme bílí trpaslíci.
Hvězdy hlavní posloupnosti jsou hvězdy hmotností i objemem srovnatelné se Sluncem. Najdeme je na diagonále HR diagramu. Jejich zářivý výkon i teplota mohou být značně vysoké nebo naopak velice nízké. Na hlavní posloupnosti leží naprostá většina hvězd, které můžeme v našem okolí pozorovat. Jejich největší část má nižší povrchovou teplotu i zářivý výkon než Slunce, leží tedy níže na hlavní posloupnosti.
Hvězdy na hlavní posloupnosti stráví asi 85 % svého života. Po zážehu termojaderných reakcí se hvězda dostává na hlavní posloupnost a opouští ji až když přetvoří veškerý vodík, který hvězda obsahuje na helium.
Obři: Hmotnost těchto hvězd je srovnatelná s hmotností Slunce, ovšem jejich poloměry se pohybují až do velikosti 80 \(R_\odot\). Vyznačují se hustým jádrem a řídkými obaly, které hvězda může ztrácet. Obvykle naleží do spektrálních tříd K — M, zářivý výkon těchto hvězd je vysoký .
Nadobři: Hmotnosti a poloměry těchto hvězd jsou značně větší, než u Slunce. Hmotnosti se pohybují v rozmezí 10 — 70 \(M_\odot\), poloměry mohou dosáhnout hodnot až 500 \(R_\odot\). Nadobři mohou mít různé teploty, vyskytují se červené hvězdy (spektrální třída K — M), ale můžeme také pozorovat bílé nadobry (spektrální třída A).
Tyto hvězdy ve svém jádře vytváří zejména helium, uhlík, dusík, kyslík a mnoho dalších prvků.
Trpaslíci jsou hvězdy hmotností srovnatelné se Sluncem, ovšem jejich poloměr bychom mohli porovnat se Zemí. Jsou to tedy hvězdy malých velikostí, ovšem s velkou hmotností, udává se, že krychlička o objemu 1 \(\rm cm^3\) bílého trpaslíka má hmotnost v řádu tisíců kilogramů.
Jejich povrchová teplota se pohybuje okolo 50 000 K, spadají tedy do spektrální třídy O — A. Zářivý výkon mají oproti teplotě velmi nízký, jsou to hvězdy, které je na obloze velmi těžké najít, ale i tak můžeme říci, že v našem okolí se jich vyskytuje velmi málo.