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별을 색깔로 분류하는 것도 가능하다. 그러나 이는 상당히 헷갈릴 수 있다. 예를 들어 우리는 극도로 뜨거울 때 ‘새빨갛게 뜨겁다’고 표현한다. 그러나 우주에선 그렇지 않다. 오히려 우주에서 가장 뜨거운 별은 우리가 흔히 가장 차갑다고 생각하는 푸른색을 띤다. 붉은색은 섭씨 3,500~5,000° 사이로 가장 ‘차가운’ 별들에 속한다.

색깔과 밝기의 관계는 헤르츠스프룽-러셀 다이어그램 도표로 나타낼 수 있다. 이는 앞서 살펴본 별의 분류와 밝기 관계를 도표로 나타낸 것이다. 이 중 가장 뜨거운 별은 왼쪽에 속하고 반대로 가장 차가운 별은 오른쪽에 속한다. 유사하게 가장 밝은 별은 도표의 상단에 위치하고 가장 흐린 별은 하단에 위치한다.

색깔과 온도의 관계를 도표로 나타내보면 별들이 왼쪽 상단에서 오른쪽 하단까지 대각선으로 분포됨을 알 수 있다. 이 대각선상에 놓인 별들이 바로 주계열별이다. 대부분의 별들은 이 선상에서 일생을 보낸다. 예를 들어 헤르츠스프룽-러셀 다이어그램에 따르면 태양은 황색왜성의 주계열별에 속한다. 적색거성은 주계열이 아니므로 주계열별의 상단에 따로 분포되어 있다. 반대로 왜성들의 경우 주계열별 하단에 자리 잡고 있다.