颜色和光谱
即便是普通的观测者也可以不通过望远镜发现夜空中恒星色彩的不同，最容易辨认的是蓝色恒星和红色恒星之间颜色的差异。
大熊座
恒星的颜色由光球层的温度决定，红色恒星是可能仅有3000开的低温恒星，而蓝色恒星极热，具有2万开甚至更高的温度。白色恒星也是高温恒星，大约为1.3万开，而太阳等黄色恒星处于中间状态——只有大概5800开。这可能也是这些恒星所释放的大多数辐射波长不在可见光谱范围内的原因。3000开的恒星的峰值辐射位于光谱的红外波段；1万开的恒星的峰值辐射位于紫外波段。太阳辐射出位于中段的可见光谱，因此看起来是黄色的。
猎户座
颜色不是由恒星温度决定的唯一特征，温度也决定了恒星大气层中发生的原子跃迁现象。跃迁发生在光球层发出的光子被光球层和色球层内部的原子核周围的电子吸收时，这一过程造成了吸收线在恒星光谱上的重叠。分光镜可以用于将光分解成组成它的波长，从而对吸收线的研究成为了可能。天文学家于是可以通过主要的吸收线来确定跃迁的偏向，并由此计算恒星的温度。
射手座
除了温度以外，例如化学组成、自转速率、密度和恒星的磁环境都能被用以研究，恒星也可以按照这些特征分类。每个恒星都有一个字母用以区别它的光谱分类，其中每个分类都按照数字0到9进一步分为子类。天文学家用以给恒星分类的字母为O、B、A、F、G、K和M（依据19世纪晚期提出的最初的A到P的序列，之后被多次修正和简化）。O型恒星是最热也是质量最大的恒星，是超过3.5万开温度的蓝色恒星。
南十字座
M型恒星温度很低，大约在3000开左右，它们是红色恒星。还有着用以标记更低温恒星的字母：R、N和S。还有一个光谱分类用以归类从其外层周期性喷射出气体壳的极高温恒星。这些恒星被称为沃尔夫——拉叶星，以字母W标记。在每个光谱分类中都有着不同大小的恒星。恒星的大小同样影响着它的亮度，如果不同大小的两颗恒星具有相同的温度，那么较大的恒星将会比较亮。
←即使通过裸眼观测，也可以看到恒星明显不同的颜色。这一星域图包括了许多星座。猎户座接近右下部，包含了红巨星参宿四。双子座位于中心的左侧，金牛座位于右上。
←恒星按照普朗克曲线图释放能量，普朗克曲线图描述了高温天体的辐射情况，通常被称为黑体辐射。单独的曲线显示了由辐射体温度所决定的不同波长上的辐射强度，这里的温度就是恒星的温度。恒星的颜色由它的温度决定。低温恒星的峰值辐射靠近可见光谱的红端，而高温恒星的峰值辐射靠近蓝端。
↑恒星能够按照其光谱中的原子吸收线的图样分类。原子吸收线是由恒星大气中原子里的电子吸收光球层辐射出的光子产生的。光球层和色球层底部的温度决定了电子原本占据的能层，这也就决定了光谱中最主要的吸收线。