恒星颜色通常与表面有效温度有关，蓝色恒星一般比红色恒星表面温度更高，赫罗图比较恒星光度与温度等基本性质

恒星光谱类型按谱线和温度特征分类。光度等级提供恒星表面重力等相关信息。红巨星与红矮星虽然颜色相似却结构不同。红矮星质量较低且核燃料消耗较慢。大质量主序星光度高但寿命通常较短。燃料更多不意味着恒星一定存活更久。核心氢耗尽后恒星内部结构发生调整。氢壳层燃烧能够在核心之外继续释放能量。

恒星脉动可使亮度和半径周期改变。造父变星的周期与光度之间存在关系。爆发变星可能经历短时间亮度快速增加。恒星演化模型受到核反应率与混合等不确定影响。同质量恒星的演化也受化学成分影响。自转能够改变恒星内部混合和外部形态。恒星一生结束后仍可留下致密残骸。恒星演化不断改变星系气体的化学组成。

球状星团的转折点可帮助估算共同年龄。星团年龄推断需要考虑成分与恒星模型。金属丰度在天文学中包含氦以外的重元素。早期恒星的重元素含量通常低于后期某些恒星。恒星核合成向宇宙补充多类化学元素。不同元素具有不同的主要形成过程。慢中子俘获可在某些演化恒星内部发生。快速中子俘获需要极端且富中子的环境。