A fényesség-tömeg reláció tapasztalati tényeken alapuló összefüggés egy csillag tömege (M) és luminózítása (L) között: L=AM^k, ahol az A és k állandók. A k értéke 3,1 körül mozog. Az összefüggést általában grafikusan ábrázolják, amelyben a görbe egy majdnem egyenes, átlós, a két végén azonban kissé elhajló vonal( a nagyon forró ill. nagyon hűvös csillagoknál, azaz vörösóriások, fehértörpék esetében egy egyenes). A grafikonon az abszcissza a tömeg, az ordinátatengely pedig az abszolút fényesség logaritmusa. A vonal centrális - egyenes - része a Hertzsprung-Russell diagram-ban a fősorozat csillagait mutatja. Az összefüggést akár egy csillag tömegének, akár fényességének meghatározására használhatjuk, ha a másik mennyiség ismert.

A tömeg-fényesség viszony fontos szerepet játszik a csillagok energiatermelési mechanizmusának megértésében.

Asztrofizika