Hertzsprung-Russell diagram je orodje, ki ga astronomi in astrofiziki uporabljajo za razvrščanje različnih vrst zvezd. Včasih se imenuje diagram barvne velikosti (CMD).
Hertzsprung-Russell diagram prikazuje predvsem barvo/toploto zvezde glede na njeno absolutno magnitudo/svetilnost. Barva in toplota sta os x. Delita si os, ker sta barva in toplota zelo dobro povezana. Do približno 3500 K površinske temperature so zvezde rdeče, do približno 4500 K so oranžne, do približno 6000 K so rumene, do okoli 9000 K so bele in čez to modre. Nekatere zvezde, kot so zvezde Wolf-Rayet, imajo površinske temperature do 25,000 K.
Absolutna magnituda/svetilnost sta os y Hertzsprung-Russellovega diagrama. Ponovno, tako kot pri osi x, lahko os y deli dve spremenljivki, ker sta obe povezani. Absolutna magnituda se meri s standardno lestvico svetilnosti, medtem ko se svetilna stran meri v solarnih enotah. Stran sončnih enot je logaritemska lestvica, ker se svetilnost zvezd giblje od kar 1/100,000 Sonca do ~100,000-kratnika Sonca. Med supernovo zvezda sije tako močno kot pet milijard krat več sonca, čeprav je to le začasno.
Hertzsprung-Russellov diagram kaže, da se zvezde kopičijo v več naravnih kategorij: glavno zaporedje (palčki), katerega član je naše Sonce, sestavljajo zvezde, ki se spajajo z vodikom; beli palčki, ki so porabili jedrsko gorivo in se ohlajajo; in podgiganti, velikani in supergiganti, ki združujejo elemente, težje od vodika, kot je helij.
Zvezde bele pritlikavke so veliko manjše od Sonca: premer imajo le podoben premeru Zemlje! To je zato, ker je beli škrat ostanek jedra zvezde, ki je prej ustvarila lastno energijo. Pritlikave zvezde so veliko večje, približno velikosti našega Sonca. Velikani so še veliko večji, tako veliki kot Marsova orbita. To je zato, ker svoje jedrsko gorivo hitreje zlijejo, segrejejo in razširijo njihovo ovojnico.
Standardno ime za zvezde izhaja iz Hertzsprung-Russellovega diagrama. Na primer, če je zvezda rdeča in je v razredu supergigantov, se imenuje rdeči supergigant. Naše Sonce je bela pritlikavka. Obstajajo rumeni velikani, modri velikani, oranžni palčki, rdeči palčki in številne druge znane kategorije zvezd.