主序前星（PMS星或PMS天體），指在進入主序星之前的原始恆星，是恆星尚未成爲主序星的一個階段。它可以是金牛T星或獵戶FU型變星（質量小於2太陽質量），或是赫比格Ae/Be星（2至8太陽質量）。這些天體的能量來自於重力收縮（相對於主序星的氫熔合）。在赫羅圖，主序帶前階段，質量在0.5太陽質量以上的恆星，將先沿着林軌跡（幾乎垂值向下），然後沿着亨耶跡（幾乎水平向左的朝向主序帶）移動。
通過光譜的測量和對溫度與重力間的交互作用，主序前星能夠從主序星的矮星中分辨出來，因爲主序前星是比較臃腫的恆星。在周圍的物質都落入中心的恆星之前，它都被視爲原恆星。當週圍的氣體和塵粒消散，吸積的過程停止，這顆恆星才能成爲主序前星。
當主序前星越過恆星誕生線之後，便能在可見光下被觀測到，而主序前星階段維持的時間在恆星的生命中低於1%（對比下，恆星生命大約有80%在主序帶上）。一般相信在這個階段的恆星有密集的星周盤，也是行星可能形成的場所。
恆星誕生在龐大的、較冷的分子塵埃和氣體雲中。分子云的主要成分一般是氫和氦。當氣體雲的密度在外界的影響下增大到一定的程度時，雲中的某些部分在引力的作用下開始向內收縮，氣體和塵埃開始聚集到一起。同時氣體團開始緩慢自轉，慢慢吸積，形成一顆原恆星。
原恆星誕生以後，在自身引力作用下繼續收縮，內部反應加劇，中心溫度增加，開始閃爍發光。隨着原恆星得繼續演化，內部壓強逐漸增大，最終能夠阻止塌縮。此時總質量不再增加，星體內部氣體處於完全對流狀態，原恆星成長爲少年星——主序前星。
主序前星得內部溫度達到3000－5000K，其引力能的一部分用於維持向外的輻射，一部分用於增加內部的熱能，使其內部溫度不斷升高。最後成爲主序星。
主序星，是指在赫羅圖主序帶的恆星。在天文學上，主序星是在可顯示恆星演化過程的赫羅圖上，分佈從由左上角至右下角也被稱爲主序帶上的恆星。主序帶是以顏色相對光度繪圖成線的一條連續和獨特的恆星帶，這個顏色-光度圖是埃希納·赫茨普龍和亨利·諾利斯·羅素提出的著名的赫羅圖。在這條主序帶上的恆星就是所謂的主序星。
恆星形成後，在高熱、高密度的核心進行核聚變反應，氫原子轉變成氦，併產生能量。這個階段的恆星，處在主序帶上的位置主要是由於它的質量，化學成分或其它的因素。
所有的主序星都在流體靜力平衡狀態，來自炙熱核心向外膨脹的熱壓力與來自引力坍縮向內的壓強維持着平衡。核心溫度和壓力與產能率有着強烈的相關性，並有助於維持平衡。核心產生的能量傳遞到表面經由光球層輻射出去。能量經輻射或對流傳遞，對流傳遞在這區域內會產生溫度梯度，更高的不透明度，或兩種都有。
20世紀的初期，有關恆星類型和距離的資料變得更多。恆星的光譜被證明有獨特的功能，可以用來進行分類。哈佛大學的安妮·坎農和愛德華·皮克林發展出的分類法成爲日後衆所周知的哈佛分類系統，發表在1901年的哈佛年報（Harvard Annals）。
1906年，在波茨坦，丹麥的天文學家埃希納·赫茨普龍注意到最紅的那些恆星－在哈佛系統的分類是K和M－可以分爲兩個不同的羣體。這些恆星不是比太陽亮，就是比太陽暗淡許多。爲了區分這兩個羣，他分別稱它們是“巨星“和“矮星“。第二年他開始研究星團；大量在大約相同距離的恆星都屬於同一個恆星集團。他發表了第一張這些恆星的顏色相對於亮度的圖，這張圖表顯示出突顯和連續的系列恆星，他稱之爲“主序帶”。
在普林斯頓大學，亨利·諾利斯·羅素也做了如下的類似研究。他研究恆星的光譜分類和它們修正過距離的真實亮度－它們的絕對星等。爲了達到這個目的，他使用一系列在哈佛分類系統中有確切視差的恆星。當它繪製這些恆星的光譜對應於絕對星等的圖時，他發現這些矮星遵循明確的關係，這使得他可以真正合理且準確的預測矮星的亮度。
赫茨普龍觀察的紅色恆星，矮星也遵循着羅素髮現的光譜-光度關係。然而，巨星仍然比矮星亮了許多，並未遵循着相同的關係。羅素認爲“巨星必須有低密度或是大表面的亮度，與矮星的事實恰好相反“。相同的曲線也顯示有極少數白色的暗星。
1933年，本特·斯特龍根介紹赫羅圖來顯示亮度-光譜分類的關係圖。這個名稱反映出這種方法是赫茨普龍和羅素在20世紀早期平行發展出來的。如同在20世紀30年代發展出的恆星演化模型，它顯示出恆星有着一致的化學成分，恆星的質量和半徑之間有着關聯性。也就是說，對於給定的恆星質量和成分，有一個唯一的恆星半徑和光度解。這被稱爲羅素-沃克定理，是以亨利·諾利斯·羅素和海涅·沃克的名字命名的。經由這個定理，一旦知道一顆恆星的化學成分，和它在主序帶上的位置，則這顆恆星的質量和半徑已就確定了。不過，後來發現這個定理不適用那些成分不一致的恆星。
W. W.摩根和P. C.肯南在1943年發表了改進的恆星分類。摩根-肯南分類（MK系統）選定每顆恆星的光譜－以哈佛分類系統爲基礎－和光度分類。哈佛分類系統是在知道光譜和溫度之間的關係之前，以每顆恆星光譜的氫線強度給與不同的字母標示。在依照溫度排序和篩除重複的分類後，恆星的光譜類型遵循溫度由高至低和溫度由藍至紅的順序排列，序列成爲O、B、A、F、G、K、和M（通俗的用來記憶這個恆星分類序列的方法是Oh Be A Fine Girl/Guy， Kiss Me“）。亮度分類是依據亮度的減弱從Ⅰ到Ⅴ，主序帶的恆星被歸類爲Ⅴ。