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Se idealmente si considerano le stelle come corpi neri, allora la loro posizione nel diagramma H-R determina il loro [[raggio (astronomia)|raggio]]; infatti raggio, temperatura e luminosità assoluta sono messi in relazione dalla [[legge di Stefan-Boltzmann]]:

:<math display="inline">L=4\pi\sigma R^2 T_{\text{eff}}^4</math>

ove ''σ'' è la [[costante di Stefan-Boltzmann]]. Conoscendo luminosità e temperatura è dunque possibile ricavare il raggio di una stella<ref name=ohrd>{{cita web | url=http://astro.unl.edu/naap/hr/hr_background3.html | titolo=Origin of the Hertzsprung-Russell Diagram | editore=University of Nebraska | accesso=27 novembre 2011 }}</ref>.

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| editore=University of St. Andrews

| url=http://www-star.st-and.ac.uk/~kw25/teaching/stars/STRUC4.pdf

| accesso=21 novembre 2011 }}</ref>

| dataarchivio=2 dicembre 2020

| urlarchivio=https://web.archive.org/web/20201202003201/http://www-star.st-and.ac.uk/~kw25/teaching/stars/STRUC4.pdf

| urlmorto=sì

}}</ref>

=== Esempi ===

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[[File:Nuclear energy generation.svg|upright=1.3|thumb|Questo grafico mette in relazione il [[logaritmo]] della quantità di energia prodotta (&epsilon;) con il logaritmo della temperatura (T) per la [[catena protone-protone]] (PP), il [[Ciclo del carbonio-azoto|ciclo CNO]] e il [[processo tre alfa|processo tripla α]]. La linea tratteggiata mostra la somma delle energie prodotte da PP e CNO all'interno di una stella. Alla temperatura a cui si trova il [[nucleo solare]] il PP è più efficiente.]]

Le stelle di sequenza principale impiegano due tipi di processi di fusione dell'idrogeno e il tasso di generazione dell'energia di ognuno dei due tipi dipende dalla temperatura del nucleo. Gli astronomi dividono la sequenza principale in due parti, la superiore e l'inferiore, in ragione del tipo di processo dominante. Le stelle collocabili nella parte inferiore della sequenza principale producono energia primariamente tramite la [[catena protone-protone]] (PP), che fonde l'idrogeno in [[deuterio]] e il deuterio in elio attraverso una serie di passaggi intermedi<ref name=hannu>{{cita libro | cognome=Hannu | nome=Karttunen | anno=2003 | titolo=Fundamental Astronomy | url=https://archive.org/details/fundamentalastro0000unse_e1p9 | editore=Springer | ISBN=3-540-00179-4 }}</ref>. Le stelle nella parte alta della sequenza principale hanno un nucleo abbastanza caldo e denso da utilizzare in modo efficiente il [[ciclo del carbonio-azoto]] (CNO). Questo processo utilizza il [[carbonio]], l'[[azoto]] e l'[[ossigeno]] nel ruolo di [[Catalizzatore|catalizzatori]] del processo di fusione dell'idrogeno in elio.

Alla temperatura di 18 milioni di [[Kelvin]], la catena PP e il ciclo CNO hanno lo stesso grado di efficienza e ognuno genera la metà dell'energia prodotta nel nucleo stellare. Si tratta della temperatura che viene raggiunta nei nuclei delle stelle di 1,5 [[massa solare|masse solari]]. Sopra questa temperatura il ciclo CNO diventa più efficiente, mentre al di sotto lo è la catena PP. Pertanto, con una certa approssimazione, si può dire che le stelle di classe spettrale F o più fredde appartengono alla parte bassa della sequenza principale, mentre quelle di classe A o più calde alla parte alta<ref name="clayton83">{{cita libro | nome=Donald D. | cognome=Clayton | anno=1983 | titolo=Principles of Stellar Evolution and Nucleosynthesis | url=https://archive.org/details/principlesofstel0000clay | editore=University of Chicago Press | ISBN=0-226-10953-4 }}</ref>. La transizione da una forma di produzione di energia all'altra si estende per meno di una massa solare: nelle stelle come il Sole di classe spettrale G2 solo 1,5% dell'energia viene generata mediante il ciclo CNO<ref name=apj555>{{cita pubblicazione | autore=Bahcall, John N.; Pinsonneault, M. H.; Basu, Sarbani | titolo=Does the Sun Shine by pp or CNO Fusion Reactions? | rivista=Physical Review Letters | anno=2003 | volume=90 | url=http://adsabs.harvard.edu/abs/2003PhRvL..90m1301B | doi=10.1103/PhysRevLett.90.131301 |accesso = 28 novembre 2011 }}</ref>; al contrario, le stelle aventi almeno 1,8 masse solari generano quasi tutta la loro energia mediante il ciclo CNO<ref name=maurizio05>{{cita libro | nome=Maurizio | cognome=Salaris | coautori=Cassisi, Santi | anno=2005 | titolo=Evolution of Stars and Stellar Populations | url=https://archive.org/details/evolutionofstars0000sala | pagine=128 | editore=John Wiley and Sons | ISBN=0-470-09220-3 }}</ref>.

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:<math>\tau_{\rm MS}\approx{n M_{\odot}\over m L_{\odot}}\times 10^{10}</math> anni

ove <math>n</math> e <math>m</math> sono il rispettivamente il rapporto fra la massa e la luminosità della stella con quella del Sole. Ora, come si è detto, il rapporto fra le luminosità di due stelle è uguale alla terza potenza e mezzo del rapporto fra le masse; quindi:

:<math>\frac{L}{L_{\odot}} = {\left(\frac{M}{M_{\odot}}\right)}^{3,5}</math>

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* {{Cita libro| cognome= AA.VV | titolo= L'Universo - Grande enciclopedia dell'astronomia| editore= De Agostini| città= Novara | anno= 2002|cid=L'universo}}

* {{cita libro | cognome= Hack| nome= M. | wkautore= Margherita Hack | titolo= Dove nascono le stelle. Dalla vita ai quark: un viaggio a ritroso alle origini dell'Universo| editore= Sperling & Kupfer| città= Milano | anno= 2004| isbn= 88-8274-912-6}}

* {{cita libro | cognome= Gribbin| nome= J. | titolo= Enciclopedia di astronomia e cosmologia| url= https://archive.org/details/enciclopediadias0000unse| editore= Garzanti| città= Milano | anno= 2005| isbn= 88-11-50517-8}}

* {{Cita libro| cognome= Owen| nome= W.| titolo= Atlante illustrato dell'Universo| editore= Il Viaggiatore| città= Milano| anno= 2006| isbn= 88-365-3679-4|cid=Owen}}

* {{cita libro | cognome= Abbondi| nome= C. | titolo= Universo in evoluzione dalla nascita alla morte delle stelle| editore= Sandit| città= | anno= 2007| isbn= 88-89150-32-7}}