在核心产生的能量是如何使恒星如此的明亮：任何时间当某种元素的两个或更多的原子核融合在一起，组合成一种更重的新元素时，γ射线和光子经由核反应被释放出来。当这些能量抵达表面的数层时，已经被转换成包括可见光等其他各种形式的电磁能。

恒星的颜色，以可见光频率的峰值来测量，与恒星最外层，包括光球层的温度有关。除了可见光，恒星还辐射出其他肉眼看不见的电磁波辐射。事实上，恒星的电磁波辐射涵盖了整个的电磁波频谱，从波长最长的无线电波和红外线到最短的紫外线、X射线和γ射线。恒星电磁波辐射的组成，包括可见和不可见的，都很值得注意。

使用恒星光谱，天文学家可以测量恒星的表面温度、表面重力、金属量和自转的速度。如果知道恒星的距离，例如通过视差的测量，就可以推导出恒星的光度。质量、半径、表面重力、和自转周期都是建立在恒星模型的估计上（在联星系统的恒星质量可以直接测量），重力微透镜的技术可以直接测量恒星的质量。有了这些参数，天文学家可以估计恒星的年龄。