중심부에서 수소가 헬륨으로 융합되는 핵반응이 일어나고 있는 단계의 항성. 성간가스로부터 생긴 별은 중력 수축에 의해 중심부의 온도가 1,000만K를 넘으면 수소의 핵융합을 시작한다.

이 핵에너지 발생과 별 표면으로부터의 빛에 의한 에너지 방출이 균형을 이루면 중력수축은 멈추고 주계열성의 단계에 접어든다.

별은 중심부의 수소를 소비할 때까지 그 일생의 약90%를 주계열성으로서 보낸다.

태양도 이 단계에 있고, 그 주계열성으로서의 수명은 약 100억 년으로 추정된다.

주계열성 중 질량이 큰 벌일수록 광도와 표면온도가 높다.

그 때문에 H-R(헤르츠스프룽-러셀)도 위에 늘어놓으면 고광도 · 고온도에서 저광도 · 저온도까지 띠 모양의 계열을 만든다.

이 계열을 주계열이라고 부른다.