主序星在可显示恒星演化过程的赫罗图上，是分布在由左上角至右下角，被称为主序带上的恒星。

主序带是以颜色相对于光度绘图成线的一条连续和独特的恒星带。这个色-光图就是后来埃希纳·赫茨普龙和亨利·诺利斯·罗素合作发展出来，著名的赫罗图。在这条带子上的恒星就是所谓的主序星或"矮星"。

恒星形成之后，它在高热、高密度的核心进行核聚变反应，将氢原子转变成氦，并且创造出能量。在这个生命期阶段的恒星，座落在在主序带上的位置主要是依据它的质量，但化学成分和其它的因素也有一些关系。所有的主序星都处于流体静力平衡状态，它来自炙热核心向外膨胀的热压力与来自外围包层向内挤压的重力压维持着平衡。在核心温度和压力与能量孳生率有着强烈的相关性，并有助于维持平衡。在核心孳生的能量传递到表面经由光球辐射出去。能量经由辐射或对流传递，而后着在其区域内会产生阶梯状的温度梯度，更高的透明度，或两者均有。

In astronomy, the main sequence is a continuous and distinctive band of stars that appears on plots of stellar color versus brightness. These color-magnitude plots are known as Hertzsprung–Russell diagrams after their co-developers, Ejnar Hertzsprung and Henry Norris Russell. Stars on this band are known as main-sequence stars or "dwarf" stars.