Les lignes droites tracées en diagonale indiquent le rayon des étoiles. Par exemple, toute étoile se trouvant sur la même ligne que celle du Soleil a le même rayon que celui-ci.

Toutes les étoiles situées sur une ligne verticale, comme la ligne pointillée vis-à-vis la température de 6000 K, ont la même température. La différence luminosité entre les diverses étoiles des catégories traversées par cette ligne verticale est donc due uniquement à leur taille. Plus l’étoile est située en haut de la ligne de 6000 K, plus son rayon est grand.

Toutes les étoiles situées sur une ligne horizontale, comme la ligne pointillée vis-à-vis de la luminosité égale à 10 fois celle du Soleil, ont la même luminosité. Une étoile de 4000 K qui produit la même luminosité qu’une étoile de 7500 K doit être plus grosse. Donc, si deux étoiles ont la même luminosité, l’étoile située à droite sur le diagramme HR est plus grosse.

La majorité des étoiles appartiennent à la classe V, que l’on nomme séquence principale. Les étoiles de la séquence principale fusionnent l’hydrogène en hélium. C’est le stade le plus long de la vie d’une étoile et c’est pour cette raison que la séquence principale est la classe la plus peuplée. Dans la séquence principale, les étoiles de grande taille ont une température de surface plus élevée et sont plus lumineuses que les étoiles de petites tailles. Les étoiles de la séquence principale de grandes tailles sont situées en haut et à gauche.