사람을 어린이, 청년, 노인으로 구분하는 것처럼 별의 경우도 물리량, 나이 등으로 분류할 수 있다. 별은 밝기, 색깔 등에 따라 1차원적으로 분류할 수 있지만, 헤르츠스프룽과 러셀은 온도와 절대 등급을 사용하여 별을 2차원적으로 분류하였는데, 이를 H-R도라고 한다.
H-R도
별들은 H-R도에서 몇 개의 집단을 이루어 특정한 지역에 밀집되어 잇다. H-R도에서와 같이 왼쪽 위에서 오른쪽 아래로 놓인 별의 집단을 주계열성이라고 하는데, 전체 별의 약 90%가 여기에 속해있다. 주계열의 위쪽에 잇는 집단은 주계열성과 표면 온도는 비슷하지만 훨씬 밝은 별이다.
거성
이들은 주계열성보다 별의 반지름이 훨씬 커서 초거성이라고 하며, 초거성 주계열성의 사이에 있는 별의 집단을 거성이라고 한다. 이들은 보통 태양 크기의 수십 배에서 수백 배에 이른다. 주계열의 왼쪽 아래에 있는 별의 집단은 표면 온도는 높지만 어둡게 관측되는 별이다.
백색 왜성
따라서 별의 반지름이 아주 작은 별이기 때문에 백색왜성이라고 한다. 백색 왜성은 대체로 지구 크기 정도이며, 너무 어둡기 때문에 가까운 별을 제외하고는 잘 관측되지 않는다. 별의 반지름은 초거성인 경우에는 태양의 1000배나 되는 것이 있는 반면, 백색 왜성일 겨웅에는 태양의 1/100 정도로 그 크기가 다양하다.
한편, 주계열성인 경웅에 질량이 클수록 중심부에서 핵융합 반응이 잘 일어나므로 광도가 크다. 질량이 알려진 주계열성의 광도를 조사한 결과 광도는 질량의 3~4 제곱에 비례함을 알았는데, 거성이나 백색 왜성의 경우에는 주계열성과 내부 구조가 달라 에너지 발생 장치가 다르므로 이런 관계를 적용할 수 없다.
거성과 초거성들의 질량은 태양보다 그리 크지 않지만 광도가 훨씬 크며, 백색 왜성의 질량은 태양과 비슷하지만, 광도는 태양보다 낮다.
별의 종류
주계열성: 태양과 같은 종류의 별로서, 별의 중심부에서 수소 핵융합 반응이 일어나며, 별 일생의 80~90%를 이와 같은 상태에서 보낸다.
적색거성: 일반적으로 표면 온도는 낮으나, 반지름이 크기 때문에 밝게 관측된다.
초거성: 적색 거성보다 더 밝고 반지름이 아주 크다.
백색 왜성: 표면 온도는 높으나 작기 때문에 어둡게 관측되는 별이다. 반지름이 태양의 1/100 정도로 작다.
중성자별: 거의 중성자로 이루어진 천체이다. 표면 온도는 백색 왜성보다 높으나 작기 때문에 어둡게 관측된다. 중성자별은 매우 빠른 속도로 자전하며, 짧은 주기의 전파 섬광을 내므로 펄서라고도 한다.
블랙홀: 빛조차 밖으로 나오지 못하기 때문에 직접 관측할 수는 없다. 그러나 중력에 의해 물질이 끌려가며 내는 X선 등의 관측으로 간접적으로 그 존재가 확인되고 있다.
퀘이사: 광학적으로느 squf과 같이 작게 보이면서도 보통 은하가 내는 복사 에너지의 수백 배에 해당하는 강한 에너지를 방출하는 천체로, 그 정체가 불분명하다. 퀘이사는 매우 큰 적색 편이가 관측되어 광속에 육박하는 시선 속도로 후퇴하는 것들도 발견되고 있다.
변광성: 별의 광도가 주기적으로 변하는 별로, 별의 표층이 역학적으로 불안정하여 팽창과 수축을 반복하면서 광도가 주기적으로 변하는 맥동 변광성과 쌍성의 식현상에 의해 광도가 주기적으로 변하는 식변광성이 있다.
행성상 성운: 별이 진화의 최종 단계에서 별이 외각층이 분출, 별 주위에 둥글게 성운 물질이 분포하여 고리형으로 관측되는 성운이다.