Звёзды спектрального класса F имеют температуры поверхности от 6000 до 7400 K и жёлто-белый цвет. В спектрах этих звёзд сильны линии различных металлов, в том числе кальция, которые становятся сильнее к поздним подклассам, а также линии водорода, которые к поздним подклассам ослабевают. С физической точки зрения класс F довольно разнороден и включает в себя различные звёзды населения I и населения II.
К спектральному классу F относятся звёзды с температурами 6000—7400 K. Цвет звёзд этого класса — жёлто-белый, показатели цвета B−V составляют около 0,4m[1][2][3].
В спектрах этих звёзд видны линии ионизованных и нейтральных металлов, таких как Ca II, Fe I, Fe II, Cr II, Ti II[комм. 1], а также линии водорода[4][5][6]. В более поздних подклассах[комм. 2] могут наблюдаться и линии молекул, например, CH[7].
К более поздним подклассам спектр поглощения металлов, в частности кальция, становится сильнее, а линии водорода — слабее. Подкласс можно оценивать по фраунгоферовой линии K иона Ca II, хотя в классах позднее F3 она усиливается незначительно с понижением температуры и не позволяет точно определять подкласс. Чаще всего температуру и подкласс звезды оценивают по интенсивности линий водорода, поскольку интенсивность этих линий не зависит ни от химического состава звезды, ни от её класса светимости. Кроме того, в поздних подклассах могут использовать соотношение интенсивностей линий металлов и водорода: например, Fe l λ4046[комм. 3] к бальмеровской линии Hδ или Ca l λ4226 к Hγ. Другой используемый критерий ― интенсивность линий молекулы CH, которые появляются в подклассах F3―F4 и усиливаются к более поздним[8].
Абсолютные звёздные величины звёзд главной последовательности класса F5 составляют 3,4m, у гигантов того же класса ― 0,7m, у сверхгигантов ― ярче −4,4m (см. ниже)[9].
Методы спектроскопии позволяют различать классы светимости по линиям различных металлов. Например, различные линии Fe II и Ti II более сильны в более ярких классах светимости, но в подклассе F8 и позднее эти линии уже практически исчезают. Линии Sr II, напротив, практически незаметны в подклассе F2 и ранее, зато позволяют различать классы светимости поздних подклассов F[10].