Il colore della stella è strettamente correlato alla temperatura superficiale della stella. Secondo la legge dello spostamento di Wien, la lunghezza d'onda del picco di emissione di un corpo nero è inversamente proporzionale alla sua temperatura. Nel contesto stellare, le stelle più calde emettono più energia a lunghezze d’onda più corte, apparendo blu o bianche, mentre le stelle più fredde emettono più energia a lunghezze d’onda più lunghe, apparendo arancioni, rosse o addirittura infrarosse.

La relazione tra colore e massa della stella è determinata principalmente dalla luminosità della stella e dalla temperatura effettiva. In generale, le stelle più massicce sono più luminose e hanno temperature superficiali più elevate. Questo perché le stelle più massicce hanno una forza gravitazionale più forte, che rende i loro nuclei più densi e più caldi. Di conseguenza, producono più energia attraverso le reazioni di fusione nucleare ed emettono più luce.

Pertanto, maggiore è la massa di una stella, più calda e blu tende ad essere. Ad esempio, le stelle di tipo O e di tipo B sono molto massicce e calde ed emettono principalmente luce blu. D'altra parte, le stelle di tipo M sono le meno massicce e le più fredde, e appaiono rosse o arancioni.

Il diagramma Hertzsprung-Russell (diagramma H-R) illustra visivamente la relazione tra il colore della stella, la massa e altre proprietà stellari. Nel diagramma H-R, le stelle sono rappresentate in base alla loro luminosità sull'asse verticale e alla loro temperatura effettiva sull'asse orizzontale. Le diverse regioni del diagramma corrispondono a diversi tipi di stelle in base al colore e alla massa.

È importante notare che mentre il colore della stella è influenzato principalmente dalla temperatura, altri fattori possono influenzare il colore osservato, come l'età della stella, la composizione chimica e la presenza di polvere e gas nell'ambiente circostante.