華楓慢慢明白根據維恩定律，恆星的顏色與溫度有直接的關係。所以天文學家可以由恆星的光譜得知恆星的性質。
故此，天文學家自19世紀便開始根據恆星光譜的吸收線，以光譜型別將恆星分類。天體物理學就是由此發展起來的。
依據恆星光譜，恆星從溫度最高的O型，到溫度低到分子可以存在於恆星大氣層中的M型，可以分成好幾種型別。而最主要的型態，可利用"Oh，Be A Fi
e Gi
l,Kiss Me"（也有將"gi
l"改為"guy"）這句英文來記憶（還有許多其它形式的口訣記憶），各種罕見的光譜也有各特殊的分類，其中比較常見的是L和T，適用於比M型溫度更低和質量更小的恆星和棕矮星。每個型別由高溫至低溫依序以數字0到9來標示，再細分10個小類。此分類法與溫度高低相當符合，但是還沒有恆星被分類到溫度最高的O0和O1。
另一方面，恆星還有加上“光度效應”，對應於恆星大小的二維分類法，從0（超巨星）經由III（巨星）到V（矮星）和VII（白矮星）。大多數恆星皆以燃燒氫的普通恆星，也就是主序星。當以光譜對應絕對星等繪製赫羅圖時，這些恆星都分佈在對角線上很窄的範圍內。
太陽的型別是G2V（黃色的矮星），是顆大小與溫度都很普通的恆星。太陽被作為恆星的典型樣本，並非因為它很特別，只因它是離我們最近的恆星，且其它恆星的許多特徵都能以太陽作為一個單位來加之比較。
每一顆恆星都要給它取一個獨特的名字，才能夠便於研究和識別。中國在戰國時代起已命名肉眼能辨別到的恆星或是以它所在星官（包括三垣以及二十八宿）命名，如天關星、北河二、心宿二等；或是根據傳說命名，例如織女星（織女一）、牛郎星（河鼓二）、老人星等，構成一個不嚴謹的獨立體系。
西方星座的概念在巴比倫時期就已經存在，古代的觀星人將哪些比較顯著的恆星和自然或神話等特定的景物結合，想像成不同的形狀。位於黃道帶上的12個星座就成了占星學的依據，許多明顯的單獨恆星也被賦予專屬的名字，特別是以阿拉伯文和拉丁文標示的名稱。
而且有些星座和太陽還有它們自己整體的神話 ，它們被認為是亡者或神的靈魂，例如大陵五就代表著蛇發女怪梅杜莎。
到了古希臘，已經知道有些星星是行星（意思是“漫遊者”），代表著各式各樣重要的神祇，這些行星的名字是水星、金星、火星、木星、和土星（天王星和海王星雖然也是希臘和羅馬神話中的神祇，但是它們的光度暗淡，因此古代人並未發現，它們的名字是後來才由天文學家命名的。）。
大約在1600年代，星座的名稱、範圍以及恆星的名字還是由各個地區自己命名的。1603年，德國天文學家約翰·拜耳創造了以希臘字母序列與星座結合的拜耳命名法，為星座內的每一顆恆星命名。然後英國天文學家約翰·佛蘭斯蒂德發明出了數字系統的命名法，這就是佛蘭斯蒂德命名法。從此以後許多其他的系統的星表都被創造出來。
西方方面，1603年德國業餘天文學家拜耳建議將每個星座中的恆星按照從亮到暗的順序，以該星座的名稱加上一個希臘字母順序表示。例如獵戶座α（參宿四）、獵戶座β（參宿七）（但事實上獵戶座β比獵戶座α還要亮）。如果某個星座的恆星數目超過24個希臘字母，則接續採用小寫的拉丁字母（a,b,c...），仍不足再使用大寫拉丁字母（A,B,C...）。
英國首任的天文臺長佛蘭斯蒂德創立了數字命名法，將星座內肉眼可見的恆星由西向東、由北向南依序編號。
科學界唯一認可能夠為恆星或天體命名的機構是國際天文聯合會。很多的私人公司（例如：“I
te
atio
al Sta
Regist
y”）以販售恆星的名字為主，但是除了購買者以外，這些名字既不會被科學界認可，也沒有人會使用這個名字，並且有許多組織假稱為天文機構進行詐欺，騙取無知的民眾購買星星的名字。
哈勃望遠鏡拍攝的天狼星及其伴星照片人類對恆星的觀測歷史悠久。古埃及以天狼星在東方地平線的出現，預示尼羅河氾濫的日子。