Većina zvijezda spada u klasu kategorizacije koja se naziva glavni slijed, također poznat kao patuljaste zvijezde. U standardnom grafikonu koji prikazuje boju zvijezde naspram magnitude, poznatom kao Hertzsprung-Russell dijagram, zvijezde glavnog niza tvore koherentnu krivulju, za razliku od drugih kategorija – bijelih patuljaka, subdinova, divova, svijetlih divova i superdinova. Iako se obično ne nalaze na karti, crne rupe, koje su gravitacijski kolapsirane zvijezde, mogu se smatrati točkama na karti s nultom svjetlinom i spektralnim potpisom od 0°K.
Razlog zašto zvijezde glavnog niza padaju na predvidljivu krivulju je taj što su njihov sjaj i spektralni potpisi diktirani isključivo njihovom masom, koja se kreće od 0.08 do oko 158 solarnih masa. Bijeli patuljci, zvijezde koje su iscrpile svoje nuklearno gorivo, imaju slične spektralne potpise kao zvijezde glavnog niza, ali mnogo manje sjaja. To je zato što ne spajaju elemente niti imaju stalan izvor energije – njihova svjetlina i toplina su sve preostale. Tijekom milijardi godina, očekuje se da će se bijeli patuljci ohladiti i postati crni patuljci ili beživotni zvjezdani trupovi. Međutim, nijedan bijeli patuljak još nije postojao dovoljno dugo da se to dogodi.
Zvijezde glavnog niza dijele se u nekoliko kategorija: smeđi patuljci, sa samo oko 0.08 sunčevih masa, u osnovi su preveliki Jupiteri sa slabim fuzijskim reakcijama u jezgri; crveni patuljci su nešto topliji i energičniji, s većom masom; iza njih slijede žuti patuljci, vrlo česte zvijezde čiji je primjer naše Sunce.
Kada zvijezde sagore svo svoje nuklearno gorivo u obliku vodika, počnu spajati helij. Budući da stare zvijezde počinju graditi čvrstu jezgru od spojenog materijala, snažne gravitacijske sile na perimetru jezgre sabijaju slojeve plina iznad, ubrzavajući fuziju i povećavajući sjaj i veličinu zvijezde. Kroz ovaj razvojni put, patuljaste zvijezde postaju divovi. Ovisno o svojoj masi, na kraju se kolabiraju u bijele patuljke, neutronske zvijezde ili crne rupe. Masivnije zvijezde uzrokuju supernove, ogromne eksplozije energije koje bježe kada fuzija prestane u zvjezdanoj jezgri, a slojevi plina snažno trljaju o druge tijekom konačnog kolapsa.