Метод, завдяки якому вдалося дізнатися склад зірокназивається спектральний аналіз. Атом може поглинати світло на різних частотах. Саме використання спектрального аналізу ще у ХІХ столітті дозволило дізнатися, що зірки складаються в основному з водню та гелію, але в них склад входять також важкі елементи.
Порівнюючи лінії поглинання Сонця із спектрами випромінювання відомих газів, можна визначити хімічний склад зірок.
В основному вони складаються з водню та гелію, причому в молодих зірках водень становить 72-75% маси, а гелій – 24-25%, і з віком частка гелію зростає. У всіх зірок є магнітне поле. Наприклад, у Сонця воно непостійне, має складну структуру, і його напруженість у плямах може досягати 4000 ерстедів.