Naukowcy używają temperatury gwiazdy, aby zaklasyfikować ją do jednej z siedmiu głównych grup, o których mowa w literach O, B, A, F, G, K i M, w malejącej kolejności. W obrębie tych grup gwiazdy otrzymują klasyfikację liczbową na podstawie ich temperatury w porównaniu do innych gwiazd w obrębie tej samej grupy. Dodatkowa klasyfikacja oznacza jasność gwiazdy za pomocą rzymskiej cyfry między I a VIII.
Oprócz zmian temperatury, gwiazdy w różnych klasyfikacjach wykazują również różne właściwości kolorów, masy, promienie i jaskrawość. Gwiazdy w najgorętszej klasyfikacji, O, generalnie wydają się niebieskie i mierzą ponad 53 000 stopni Fahrenheita. Przesuwając się w dół skali klasyfikacji, kolory zmieniają się z niebieskiego na biały, z żółtego na pomarańczowy z czerwonego. Ze względu na różnice kolorystyczne, gwiazdy w klasyfikacji M są również określane jako czerwone olbrzymy lub karły.
Począwszy od końca XX wieku, naukowcy zastosowali dodatkowe klasyfikacje dla gwiazd, aby opisać nowo zidentyfikowane typy, takie jak gwiazdy ukośne, krasnoludy metanu, brązowe karły, gwiazdy węgla, białe karły, gwiazdy neutronowe, egzotyczne gwiazdy i czerń otwory. Najczęstszym typem gwiazdy w Galaktyce Mlecznej Drogi jest czerwony karzeł sklasyfikowany jako M. Słońce Ziemi jest sklasyfikowane jako gwiazda G2V.
