就目前而言，恒星是根據光譜的吸收譜線來分類的。
在早前的天文學中，恒星分類是將恒星依照光球的溫度分門別類，根據維恩定律，我們可以用溫度來測量物體表麵的溫度，但對距離遙遠的恒星卻是非常困難的。
針對這個缺點，恒星光譜學提供了解決的方法，可以根據光譜的吸收譜線來分類，原因如下：在一定的溫度範圍內，隻有特定的譜線會被吸收，所以從光譜中被吸收譜的譜線可以確定恒星的溫度。用這種方法給恒星分類起源於早期19世紀末。天文學家把恒星根據光譜分為由A 至P 共16種。
建立一個光譜分類係統，通常包括3個步驟：①選擇判據，用不同的光譜區別恒疆的溫度，所以要選擇用來區分不同光譜所依據的光譜特征比如譜線的相對強度；②將這些不同光譜按照選擇判斷排列，獲得標準光譜型序列；③把恒星的物理特性作為光譜型定標的參考，建立起光譜型和那些溫度、光度等物理參量之間的相互對應關係。所以光譜分類又可理解為通過恒星光譜特征的比較，對恒星物理特性進行直接估計。這樣一來，在建立的光譜型序列中，假如那顆星的光譜也排到其中，那它的溫度等一些物理特性就可以直接得知而不必再進行詳細的研究分析了。
依據恒星光譜，恒星從溫度最高的O 型，到溫度最低的M 型，可以分成好幾種類型。而最主要的型態則是O、B、A、F、C、K、M。有一種記憶方法很好，可利用“Oh，Be A Fine Girl.Kiss Me”（也有將“girl”改為“guy”）這句英文來記憶。另外，還有一些比較特殊的分類，比如L 和T 是各種罕見的光譜中的又一些特殊的分類。它們適用於一些比M 型溫度更低的恒星和棕矮星。而且。
在每個溫度範圍內即每個類型中，又可以根據溫度的高低再分10個小類，分別用0到9來表示。這種方法把恒星的溫度又精確了很多。目前還沒有恒星被分類到溫度最高的O0和O1。
以下是光譜分類：
光譜類型表麵溫度顏色
O30000～60000K 藍
B10000～30000K 藍白
A7500～10000K 白
F6000～7500K 黃白
G5000～6000K 黃（太陽屬於此類型）
K3500～5000K 橙黃
M2000～3500K 紅