恒星是怎样诞生、成长，又是怎样衰老、死亡的？揭开这个“恒星演化”之谜，是20世纪自然科学的一大成就。它的线索，最初来自对恒星光谱的研究。
不同恒星的光谱互有差异，这主要是由恒星表面温度不同造成的。恒星光谱可以分为许多类型，按温度从高到低依次递降排列，最主要的7个光谱型是O、B、A、F、G、K和M。每个光谱型又细分为10个次型，以数字0～9标记。
世纪初期，赫茨普隆和美国天文学家罗素创立了恒星的“光谱—光度图”，图中恒星的光谱型沿水平方向排列，光度则沿垂直方向排列。于是，呈蓝白色而且非常亮的O型星和B型星便位于图的左上方；暗弱而呈红色的K型星和M型星则在图的右下方。通常这种图又按创立者的名字而简称为“赫罗图”。
在赫罗图上，绝大多数恒星位于从左上端延伸到右下端的一条斜带内。这条斜带叫做“主星序”，位于主星序中的恒星叫“主序星”。在主星序的右上方另有一条轻松散的横带，其中散布的是“巨星”——它们的光度要比同样光谱型的主序星高得多。
太空中存在着许多由气体一尘埃构成的巨大“分子云”。云中密度较大的部分，其自身的万有引力也较强，物质就会聚集得更密，同时温度升高。密度增大后，引力又进一步增强，从而促使物质聚集得更快，温度也上升得更快。这一过程逐渐加剧，当某一区域的中心温度上升到约1000万度时，就会引发热核反应，发出大量的光和热。于是，一颗恒星就诞生了，它在赫罗图上就占据了一个位置。