O klasse stjerner er veldig varme og gløder sterkt, mesteparten av de avgitte fotonene er i der ultrafiolette delen av spekteret. O klasse stjerner er de sjeldneste stjernene i hovedserien. Omtrent 1 av (0,00003 %) av stjernene i hovedserien i galaksen er O klasse stjerner. Noen av de mest massive stjernene ligger i denne klassen. O klasse stjerner har ofte veldig kaotiske omgivelser noe som gjør det vanskelig å måle spekteret deres.