Conosciuto anche come diagramma HR, il diagramma di Hertzsprung-Russel è considerato uno degli strumenti più importanti utilizzati nello studio dell'evoluzione. Sviluppato in modo indipendente nei primi anni 1920, il diagramma HR è principalmente usato per tracciare la temperatura delle stelle rispetto alla loro luminosità. Viene anche usato per tracciare il colore delle stelle rispetto alla loro grandezza.
La magnitudine assoluta o la luminosità delle stelle mostra un aumento verso l'alto sull'asse verticale mentre la temperatura della stessa diminuisce verso il lato destro sull'asse orizzontale. Si ritiene che una buona maggioranza delle stelle giacciono su una banda diagonale che si estende dalle stelle calde alle stelle fredde che si trovano nell'angolo in basso a sinistra.
Le varie forme di questo diagramma provengono dai diversi modi in cui le stelle possono essere studiate e comprese. I teorici preferiscono fare un grafico diretto delle quantità numeriche derivate dai calcoli. Gli astronomi osservazionali, d'altra parte, preferiscono utilizzare le stesse quantità osservabili. Il cosmo afferma inoltre che, a seconda della massa iniziale di una stella, può attraversare fasi evolutive dettate dal modo in cui produce l'energia e le sue strutture interne. Tutte queste fasi corrispondono alle variazioni di temperatura e luminosità della stella.
