Également connu sous le nom de diagramme HR, le diagramme de Hertzsprung-Russel est considéré comme l'un des outils les plus importants utilisés dans l'étude de l'évolution. Développé indépendamment au début des années 1920, le diagramme HR est principalement utilisé pour tracer la température des étoiles en fonction de leur luminosité. Il est également utilisé pour tracer la couleur des étoiles par rapport à leur magnitude.
La magnitude absolue ou la luminosité des étoiles montre une augmentation vers le haut sur l'axe vertical alors que la température de celles-ci diminue vers la droite sur l'axe horizontal. On pense qu'une bonne majorité des étoiles se trouvent sur une bande diagonale s'étendant des étoiles chaudes aux étoiles froides trouvées dans le coin inférieur gauche.
Les diverses formes de ce diagramme proviennent des différentes manières dont les étoiles peuvent être étudiées et comprises. Les théoriciens préfèrent faire un graphique direct des quantités numériques dérivées des calculs. Les astronomes observationnels, en revanche, préfèrent utiliser les mêmes quantités observables. Le cosmos déclare en outre qu'en fonction de la masse initiale d'une étoile, elle peut passer par des étapes évolutives dictées par la façon dont elle produit de l'énergie et ses structures internes. Toutes ces étapes correspondent aux changements de température et de luminosité de l'étoile.
