主序星是指在赫羅圖上從左上角至右下角分布在主序帶上的恆星。主序帶是以顏色相對光度繪圖成線的一條連續和獨特的恆星帶，這個顏色-光度圖是埃希納·赫茨普龍和亨利·諾利斯·羅素提出的著名的赫羅圖。在主序帶上的恆星就是所謂的主序星，它們處於核心氫聚變階段，是維持核聚變反應以產生熱能和光能的穩定恆星，太陽就是一顆主序星。主序星的形成是原恆星中心的溫度超過了一定的界限，其內部的氫核聚變成為氦核的過程，這個反應是持續不斷的，產生的巨大輻射能量使恆星內部壓力增強，直到與引力相抗衡，使恆星進入穩定狀態，從而達到一種相對靜止平衡的狀態。