主星序上边为巨星和超巨星，左下边是白矮星。由于主序星的光度比巨星和亚巨星小，所以又叫矮星。但是蓝矮星其实并不是小型的恒星，它们的光谱一般早于A0，质量通常大于太阳的2.5倍，表面温度高于1WK，因此蓝矮星通常有着很高的光度。

主序星的光谱从O到M型都有，光度则随表面温度的增高而增大。质量可相当于太阳质量的百分之几到几十倍。能量来源一般为氢聚变为氦的反应。这是恒星演化的中期阶段，恒星在这一阶段停留的时间也最长。主序星寿命的长短，主要看其消耗氢的快慢。像太阳这样的主序星，用氢作燃料，能量可供其生存一百亿年；大于太阳质量10倍的主序星，氢只能燃烧3000万年；只有太阳质量五分之一的主序星，就能生存1万亿年。除了太阳为主序星外，织女星、牛郎星、角宿一等，都是著名的主序星。

恒星的光谱因它们的物理化学性质、运动特性不同而各不相同，通常用的恒星光谱分类法主要根据光谱中谱线的相对强度来排列，对于绝大多数恒星这种分类法直接反映了恒星表面温度。

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