De kleur van de ster hangt nauw samen met de oppervlaktetemperatuur van de ster. Volgens de verplaatsingswet van Wien is de golflengte van de piekemissie van een zwart lichaam omgekeerd evenredig met de temperatuur ervan. In de context van sterren zenden hetere sterren meer van hun energie uit op kortere golflengten, waardoor ze blauw of wit lijken, terwijl koelere sterren meer van hun energie uitzenden op langere golflengten, waardoor ze oranje, rood of zelfs infrarood lijken.

De relatie tussen sterkleur en massa wordt voornamelijk bepaald door de helderheid en effectieve temperatuur van de ster. Over het algemeen zijn massievere sterren helderder en hebben ze hogere oppervlaktetemperaturen. Dit komt omdat massievere sterren een sterkere zwaartekracht hebben, waardoor hun kernen dichter en heter zijn. Als gevolg hiervan produceren ze meer energie door kernfusiereacties en zenden ze meer licht uit.

Hoe hoger de massa van een ster, hoe heter en blauwer deze doorgaans is. Sterren van het O-type en het B-type zijn bijvoorbeeld erg massief en heet, en zenden voornamelijk blauw licht uit. Aan de andere kant zijn sterren van het M-type het minst massief en het koelst; ze zien er rood of oranje uit.

Het Hertzsprung-Russell-diagram (H-R-diagram) illustreert visueel de relatie tussen sterkleur, massa en andere stereigenschappen. In het H-R-diagram worden sterren uitgezet op basis van hun helderheid op de verticale as en hun effectieve temperatuur op de horizontale as. De verschillende gebieden van het diagram komen overeen met verschillende stertypen op basis van hun kleur en massa.

Het is belangrijk op te merken dat hoewel de kleur van sterren voornamelijk wordt beïnvloed door de temperatuur, andere factoren de waargenomen kleur kunnen beïnvloeden, zoals de leeftijd van de ster, de chemische samenstelling en de aanwezigheid van stof en gas in de omgeving.