Las estrellas se clasifican en distintos grupos dependiendo de la naturaleza de su espectro, lo cual se puede asimilar de forma aproximada con el color principal que presentan a simple vista. Este color, es decir, el espectro, depende entre otras variables de la temperatura superficial de las mismas.
Las clases espectrales en las que se clasifican las estrellas vienen denominadas por letras, y son correlativamente: O, B, A, F, G, K, y M. Las estrellas de tipo O son las más calientes de todas, y presentan un color azulado. Según seguimos la serie nos contramos con estrellas cada vez más frías con los siguientes colores predominantes: B (blanco azulado), A (blanco), F (amarillento), G (amarillo), K (naranja) y M (rojo). Estas últimas estrellas son las más frías de todas. Algunos autores incluyen varias clases espectrales más correspondientes a tipos particulares de estrellas, como la clase W, que agrupa a las estrellas Wolf-Rayet, de color verdoso y alta temperatura superficial, o las clases C, S, R, y N, a las que pertenece un reducido número de estrellas de color rojo y muy baja temperatura superficial, caracterizadas por ciertos rasgos particulares de su composición química, tales como una abundancia de átomos de carbono o de moléculas de óxidos metálicos.
A su vez, cada clase espectral se subdivide en otras que se diferencian por un número, correspondiendo el 1 a las estrellas más calientes dentro de la clase y el 10 a las más frías. Así, el Sol está clasificada como una estrella de tipo espectral G2.
La clasificación espectral es uno de los criterios utilizados para predecir la existencia o no de vida similar a la nuestra en otros sistemas planetarios, ya que ni las estrellas demasiado calientes ni las demasiado frías parecen ser en principio las más idóneas. Se supone que, de existir planetas habitables, éstos deberían girar en torno a estrellas de tipo espectral F, G o K, aunque evidentemente nada se sabe con certeza. Sin embargo, muchos autores de ciencia-ficción respetuosos con el rigor científico, han adoptado este criterio a la hora de recrear los escenarios de sus narraciones.