主序恆星(main sequence star)是處於其生命周期的特定階段,即核心氫聚變階段的恆星。
主序恆星的特點是它們在核心將氫轉化為氦,並在此過程中釋放能量。這種狀態使得恆星保持穩定,既不收縮也不膨脹。主序恆星在赫羅圖上分布在從左上角(高溫、高光度)至右下角(低溫、低光度)的區域內,這個區域被稱為主序帶。太陽就是一顆主序恆星,它的年齡為46億多年,已經過了其主序階段的半數時間,太陽的核心還在繼續聚變反應,但將在大約50億年後結束這個階段。
恆星在主序階段停留的時間取決於其質量。質量更大的恆星消耗能量更快,因此在主序階段停留的時間更短。