Các ngôi sao có khối lượng và tuổi khác nhau thì có cấu trúc bên trong khác nhau. Các mô hình cấu trúc sao mô tả cấu trúc bên trong của một ngôi sao một cách chi tiết và đưa ra dự đoán chi tiết về độ sáng, màu sắc và sự tiến hóa trong tương lai của ngôi sao.