Grupos en los que son catalogadas las estrellas en función de su luminosidad y su temperatura superficial, cuyo conjunto forma la clasificación estelar. Estas clases espectrales fueron establecidas a principios del siglo XX por los astrónomos de la Universidad de Harvard, denominándose con siete letras en función de la temperatura: O, B, A, F, G, K y M.

Las estrellas de tipo O son las más calientes de todas, y presentan un color azulado. Según seguimos la serie nos contramos con estrellas cada vez más frías con los siguientes colores predominantes: B (blanco azulado), A (blanco), F (amarillento), G (amarillo), K (naranja) y M (rojo). Estas últimas estrellas son las más frías de todas. Posteriormente cada una de estas clases se dividió en diez subclases, indicadas mediante una cifra del 0 al 9 añadida a continuación de la letra correspondiente.

Tiempo después se descubrieron algunas poblaciones estelares, poco numerosas en su conjunto, que no podían ser descritas con los siete tipos tradicionales de la clasificación de Harvard, razón por la que se amplió ésta para dar cabida a estos grupos especiales. Las nuevas clases espectrales fueron denominadas con las siguientes letras: W, correspondiente a las estrellas Wolf-Rayet, de color verdoso y muy alta temperatura superficial; R, N y S, a las que pertenece un reducido número de estrellas de color rojo y muy baja temperatura superficial, caracterizadas por ciertos rasgos particulares de su composición química, tales como una abundancia de átomos de carbono o de moléculas de óxidos metálicos; L y T, subestrellas, como las enanas marrones, y D, categoría que agrupa a las enanas blancas. A su vez a las estrellas de las clases R y N se las suele considerar frecuentemente como integrantes de una única clase C, o estrellas de carbono. Aunque algunos autores introducen también algunas clases adicionales, como la J, éstas no revisten demasiada importancia.

La clasificación espectral es uno de los criterios utilizados para predecir la existencia o no de vida similar a la nuestra en otros sistemas planetarios, ya que ni las estrellas demasiado calientes ni las demasiado frías parecen ser en principio las más idóneas. El Sol está clasificada como una estrella de tipo espectral G2, y se supone que, de existir planetas habitables, éstos deberían girar en torno a estrellas de tipo espectral F, G o K, aunque evidentemente nada se sabe con certeza.