Каждой звезде соответствует точка диаграммы. Диаграмма получила название «спектр-светимость» или диаграмма Герцшпрунга - Рессела (Г - Р). Если бы спектральные классы и светимости звезд оказались бы независимыми физическими характеристиками, то в расположении точек на диаграмме не было бы закономерностей. Но точки на диаграмме группируются в пределах нескольких областей, названных последовательностями. Подавляющее большинство звезд (90%) принадлежит главной последовательности, простирающейся от горячих сверхгигантов до холодных красных карликов. Рассматривая главную последовательность, можно заметить, что, чем горячее относящиеся к ней звезды, тем большую светимость они имеют. Обособленно от главной последовательности в разных частях диаграммы сгруппированы гиганты, сверхгиганты и белые карлики.

Диаграмма «спектр – светимость» показывает, что звезды данного спектрального класса не могут иметь произвольную светимость и наоборот, звезды с определённой светимостью не могут иметь любую температуру. Диаграмма «спектр – светимость» отражает важную закономерность в мире звезд, основываясь на которой астрономы исследуют эволюцию звезд.

По распределению звезд в соответствии с их светимостью и температурой на диаграмме Герцшпрунга–Рессела выделены следующие классы светимости:

• сверхгиганты – I класс светимости;
• гиганты – II класс светимости;
• звезды главной последовательности – V класс светимости;
• субкарлики – VI класс светимости;
• белые карлики – VII класс светимости.

В настоящее время выяснилось, что звезды главной последовательности – нормальные звезды, похожие на Солнце, в которых происходит сгорание водорода в термоядерных реакциях.

Главная последовательность – это последовательность звезд разной массы. Самые большие по массе звезды располагаются в верхней части главной последовательности и являются голубыми гигантами. Самые маленькие по массе звезды – карлики. Они располагаются в нижней части главной последовательности.