H-R diagrammet er opkaldt efter Ejnar Hertzsprung og Henry Norris Russell, som selvstændigt udviklede de første versioner af diagrammet i begyndelsen af det 20. århundrede. Hertzsprungs diagram plottede stjerner i klynger baseret på deres farve og lysstyrke, mens Russells plottede stjerner i kuglehoben Messier 3 baseret på deres lysstyrke og spektraltype.
H-R diagrammet er et nyttigt værktøj til at forstå stjerners egenskaber, fordi det viser, hvordan stjerner ændrer sig over tid. Efterhånden som stjerner udvikler sig, bevæger de sig hen over diagrammet fra øverste venstre side (varmere, mere lysende stjerner) til nederste højre (koldere, mindre lysende stjerner). Placeringen af en stjerne på diagrammet kan derfor bruges til at udlede dens alder og andre egenskaber.
H-R diagrammet kan også bruges til at identificere forskellige typer stjerner. For eksempel ligger hovedsekvensstjerner, som er stjerner, der brænder brint i deres kerne, langs en diagonal linje i diagrammet. Kæmpestjerner, som er stjerner, der brænder helium i deres kerne, ligger øverst til højre i hovedsekvensen. Hvide dværgstjerner, som er stjerner, der har opbrugt deres kernebrændsel og nu understøttes af elektrondegenerationstryk, ligger nederst til venstre i hovedsekvensen.
H-R diagrammet er et kraftfuldt værktøj til at forstå universet. Det bruges til at studere stjernernes udvikling, til at identificere forskellige typer stjerner og til at måle afstande til stjerner.