Von 1909 an arbeitete Ejnar Hertzsprung beim großen Astrophysiker Karl Schwarzschild in Göttingen und Potsdam.
Er hat bemerkt, dass die leuchtkräftigsten Sterne meist blau oder weiß strahlen, wogegen die leuchtschwächsten oft rot glimmen. Es gibt im Kosmos nicht jede beliebige Kombination von Leuchtkraft und Farbe eines Sterns.
Auf diesen Erkenntnissen aufbauend hat der US-Astronom Henry Russell das Diagramm entwickelt, in dem die Forscher bis heute Farbe und Leuchtkraft eines Sterns auftragen.
Das "Hertzsprung-Russell-Diagramm" spielt eine überragende Rolle, um die Entwicklung von Sternen zu untersuchen oder Entfernungen im Weltall zu bestimmen. Wie Ejnar Hertzsprung bemerkt hat, befinden sich im All sowohl viele leuchtschwache als auch einige sehr leuchtstarke rote Sterne. Somit musste es rote Sterne unterschiedlicher Größe geben: Zwerg- und Riesensterne.
Zudem hat er entdeckt, dass bei den meisten Sternen Masse und Leuchtkraft fast mit der vierten Potenz zusammenhängen. Hat ein Stern doppelt so viel Masse wie ein anderer, so leuchtet er nicht doppelt, sondern fast 16 Mal so stark.
Ejnar Hertzsprung war lange Jahre Direktor der Sternwarte in Leiden und ist im Alter nach Dänemark zurückgekehrt. 1967 ist er in Roskilde im Alter von 94 Jahren verstorben.