Разные спектральные классы звёзд имеют разные эффективные температуры из-за различий в температуре их поверхности. 34

Температуру звезды определяют два главных фактора: уровень излучения энергии ядром и площадь излучающей поверхности. 2 Соответственно, температуру верхних слоёв звезды определяет сила термоядерных реакций в ядре. 2 Например, в фотосферах холодных звёзд могут существовать простейшие молекулы, поэтому характерными деталями спектров звёзд классов М и L являются широкие полосы поглощения молекул. 4 При более высоких температурах молекулярные соединения распадаются, в таких спектрах пропадают спектральные полосы молекулярных соединений, зато появляются линии, соответствующие нейтральным металлам. 4

Таким образом, последовательность спектральных классов отражает уменьшение температуры атмосфер (фотосфер) звёзд от класса О к классу L. 4