De hoofdreeks is een band in het Hertzsprung-Russelldiagram waarin de sterren voorkomen die hun energie ontlenen aan de fusie van waterstof tot helium in hun centrum. In de hoofdreeks is er een duidelijk verband tussen de massa van een ster en zijn effectieve temperatuur of spectraalklasse en zijn lichtkracht. Zware hoofdreekssterren zijn heter en branden feller, lichte sterren zijn koeler. Onze zon is een middelgrote hoofdreeksster, een gele dwerg.
Witte dwergen en rode reuzen vallen buiten de hoofdreeks.