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主序星是指邻近太阳和银河星团的恒星，绝大多数都分布在赫罗图上从左上角到右下角的狭窄带内，形成一个明显的序列，这个序列叫主星序，位于主星序的恒星称为主序星。主星序上边为巨星和超巨星，左下边是白矮星。由于主序星的光度比巨星和亚巨星小，所以又叫矮星（是一种光度较弱的恒星）。现在常把光谱型为O、B、A的矮星称为蓝矮星，光谱型为F、G的矮星称为黄矮星[太阳是一颗黄矮星]， 光谱型为K的矮星称为红矮星。但现在一般称的“白矮星”，以及在理论上估计的天体“黑矮星”，都不属于矮星范围。
主序星的光谱从O到M型都有，光度则随表面温度的增高而增大。质量可相当于太阳质量的百分之几到几十倍。能量来源一般为氢聚变为氦的反应。
这是恒星演化的中期阶段，恒星在这一阶段停留的时间也最长。主序星寿命的长短，主要看其消耗氢的快慢。
像太阳这样的主序星，用氢作燃料，能量可供其生存一百亿年；大于太阳质量10倍的主序星，氢只能燃烧3000万年；只有太阳质量五分之一的主序星，就能生存1万亿年。除了太阳为主序星外，织女星、牛郎星、南河三等，都是著名的主序星。 恒星光谱型 恒星的光谱因它们的物理化学性质、运动特性不同而各不相同，通常用的恒星光谱分类法主要根据光谱中谱线的相对强度来排列，对于绝大多数恒星这种分类法直接反映了恒星表面温度。
按温度下降次序，光谱依次为：O、B、A、F、G、K、M七大类，极少数分属于R、N、S等光谱型。每大类又分为10种次型，如B5就是B0，A0中间次型。