El diagrama Hertzsprung-Russell, conocido abreviadamente como diagrama HR, recibe su nombre del astrónomo danés Ejnar Hertzsprung (1873-1967) y del norteamericano Henry Norris Russell (1877-1957), que lo desarrollaron de forma independiente entre 1911 y 1913.

La teoría del diagrama es muy sencilla, ya que se limita a representar a las estrellas en función de dos parámetros característicos de las mismas, la luminosidaden funcion del color o el tipo espectral, que a su vez depende de la temperatura superficial. Pese a su sencillez resulta ser una herramienta muy poderosa para los astrofísicos, ya que clasifica a las estrellas de una manera nítida en varios grupos diferentes, permitiendo seguir su evolución.

Así, las estrellas más calientes, azules y blanco azuladas, suelen ser también muy luminosas, situándose en la parte superior izquierda del diagrama, que forma una gráfica en forma de S horizontal conocida como Secuencia Principal. Las estrellas medianas, como el Sol, ocupan las posiciones centrales, mientras las estrellas frías, rojas y de pequeño tamaño, se sitúan en el extremo inferior derecho de la secuencia.

Además de la Secuencia Principal, en el diagrama HR aparecen otras ramas separadas de ésta, como son las enanas blancas (una curva situada por debajo, con estrellas pequeñas pero de luminosidad elevada) y las gigantes rojas, con las que ocurre justo lo contrario, ya que son estrellas de gran tamaño y baja -relativamente- luminosidad.