1666年，著名物理学家牛顿得到一块三角形玻璃棱镜，进行了简单却改变人们认知的实验——他让一束太阳光穿过棱镜投射到屏幕上，呈现出不同颜色的光顺次排列，如彩虹一般。

此时，如果在彩色光路上增加一块棱镜，这些光会再次汇聚，又形成日常所见的太阳白光。

其实，人们早已通过彩虹现象了解到不同颜色光的存在，但之前人们认为彩色光是白光经过某种转换才出现的。牛顿的实验表明，各种颜色的光实际上都是组成白光的要素。

随着物理学的发展，科学家已认识到光和传输通信信号的无线电波在物理本质上是相同的，均为承载电磁场震荡变化的电磁波。电磁场的起伏变化，与在水中投入石头后水面泛起的涟漪形态类似。决定光线颜色的，是起伏中相邻最高点的距离，物理学家将其称为波长。

对恒星光谱的观测表明，恒星会发射出所有颜色的光线，但不同波长的发光亮度有所不同，不同恒星的发光特性也有差异。例如，太阳发射黄光的能力强，猎户座中的恒星“参宿七”发射蓝光的能力强。

日常生活中，我们常常看到：当物体温度改变时，它的颜色也会发生变化。如一块黑色铁块，如果用高温灼烧，其颜色会逐渐变成暗红、橘红甚至黄色。对于恒星，科学家同样可根据发光颜色的不同，对比一种名叫“黑体”的特殊物理发光特性，确定恒星表面的黑体温度。概略地说，在“红橙黄绿青蓝紫”的可见光波谱上，红色代表黑体温度最低，紫色代表黑体温度最高，这和我们日常生活中观察到的物理现象是不同的。

值得一提的是，我们日常所见的天文图片，大部分是使用单通道拍摄器材拍摄，只允许特定波长的光成像。还有一些天文图片，使用红外、紫外等肉眼无法分辨的电磁波段信号获得。为了美观，在后期处理时往往对其进行人为着色。这些“伪彩色”图片，不能反映天体的实际颜色信息。

在天体物理研究中，天文学家常用恒星的发光能力与太阳发光能力的比值光度作为恒星发光能力的单位。通过对大量恒星的观察，我们目前发现太阳的发光能力实际处于宇宙恒星家族中的中间水平。已观测到的恒星中，既有光度过万的超级恒星，也有光度在0.0001的暗淡恒星。

天文学家通过观测发现，大部分恒星的光度越高，表面温度也就越高。如果以恒星温度为横轴、光度为纵轴绘制图像，这部分恒星集中在从左上角延伸到右下角的曲线附近，天文学家将它们称为“主序恒星”。这种描述恒星特征的图表，被称为“赫罗图”，是恒星研究中常用的工具。

处于主序恒星队伍中的恒星大都正当“壮年”，而恒星一旦迈入“老年”阶段，内部核反应变化会使它离开主序恒星队伍，移动到赫罗图中的其他区域。

上图：组成猎户座的各个恒星呈现出不同亮度。