银河系内恒星众多,性质各异,有些差异是由于恒星离我们远近不同而造成的,我们在地球上看到太阳比一切恒星都亮得多,因为它离我们最近,为了比较各个恒星的性质,最好把它们放在同一距离处,为此,人们首先研究同属一个球状星团的恒星,它们到地球的距离差不多是一样的,当把各个恒星的颜色作为横坐标;把各个恒星的视亮度作为纵坐标时,不同恒星可用不同的点来表示,这样就绘成了一张图,结果发现,各个恒星在图上的分布有一定的规律,这种图称为赫罗图,图中有两个密集系列,一个从左上到右下,称为主星序,另一个在右上角,称为巨星序。
根据恒星演化的理论,主星序亮度由大变小时,恒星质量也由大变小,粗略地说,比太阳亮的恒星,恒星质量每增大一倍,发出的光要增大15倍,由于恒星发光的能量来自氢聚变为氦的热核反应,因此能源与质量成正比,这样,质量大一倍,寿命就要短1/7,太阳的年龄为50亿年,一个很蓝的O、B型恒星却只能存活几百万年,也就是说,它们是在太阳形成之后很久才刚刚诞生的“小娃娃”。
当恒星内的氢全部聚变为氦之后,恒星的内部收缩,并开始更新元素的聚变过程,恒星的外部向外膨胀,变成红色,这就是巨星序上的红巨星,它们与蓝色的巨星几乎同样明亮,同样显得似乎很有生气,其实它们是比太阳更衰老更接近死亡的老年恒星。
对于球状星团以外的恒星,只要能够确定它们的距离或亮度,测出颜色,也同样可以定出它们在赫罗图上的位置。