与疏散星团不同，球状星团的特征是极端稳定，它们不仅密集，星数众多，远远超过疏散星团而且年龄也大的多——大约在50亿年以上。由观测得知，球状星团拥有大量红巨星和天琴座RR星。有一个球状星团甚至还包含着行星状星云。上述各类天体的年龄均比疏散星团中的蓝星高的多。这两类星团的相对年龄可由两者典型的颜色—光度图之间的差别清楚地反映出来。

在球状星团之中，主星序上的早型星是很少的。即使这类恒星在球状星团之中偶尔出现，那它们也已历遍它们的演化程很久，而变成在遥远星团中难以看到的暗弱的白矮星了，球状星团的颜色—光度图也与太阳附近的恒星的颜色—光度图迥然不同，靠近太阳的多数恒星是比A0型晚的主序星，只有少数才是红巨星，天琴座RR星或者行星状星云。

球状星团 杜鹃座47（点击放大）

业已发现的球状星团约有121个。其中30个就聚集在仅为天空一小部分的人马座中，其余的则遍布与整个天空。球状星团在人马座中的这种聚集特别有意义，因为我们银河系的中心就位于这个方向。既然这30个球状星团和银心两者距离太阳远近一样而且方向相同，这些星团也就必然聚集与我们银河系的中心了。

拥有50000颗恒星的武仙座中的球状星团M13

其余的球状星团分布于银河系的边缘，围绕银心形成一个近乎球状的晕轮这同银河系的扁平形状形成鲜明的对比。与此相反，疏散星团则靠近银道面。

根据星团在银河系里的位置，很容易将这些星团分为两类主要的星族。疏散星团一般有年青的蓝巨星组成，并且靠近银道面，因而属于星族I。球状星团有红巨星和天琴座RR型星组成，这些恒星按演化来说要年老得多。此外，球状星团既远离银道面，又靠近银心，所以它被列为星族II。

因为没有一个属于星族I的球状星团，我们只好假定这类星团都形成于数十亿年前，那时的银河系与现在的状况是大不一样的。同理，既然过于年迈的疏散星团十分稀少，我们唯有认为疏散星团由于不稳定，难于享有几十亿年的高龄。

同恒星演化理论明显相矛盾的一点是：球状星团除含有红巨星和天琴座RR型星外，还有少量的主星序上的极热蓝星，但这少数的恒星为什么竟然能残留下来呢？归根到底，无论一颗星在主星序上所处的位置，还是它在主星序上停留的时间长短，两者都与星的质量大小有关。因此，如果这些早型星的形成时间与星团中其它全部恒星形成时间相同的话，那么这些恒星也是应该演化到主星序之外的。

仙女座大星云 M31（点击放大）

对此疑难问题有这样一种可能的解释。这就是设想这些恒星的形成由于某种原因迟于星团中多数的恒星的形成。假如的确如此，它们就比较年轻，而在演化上也就落后于其它的恒星。支持这种假设的证据也是存在的，如球状星团中含有星际团气体。在M31左上方的暗斑或许就是一些这类气体，它可能产生比星团还年青的恒星。据推测，这种星际团气体大概来源于业已因抛射物质而蜕变为白矮星的那些更为巨大的星团恒星。

在银河系内似乎不可能发现这种星际团气体，因为迄今为止还未观测到伴随有星际气体的球状星团。每一个球状星团都位于星系内星云异常稀少的区域，然而新近形成的疏散星团伴随有星云气体，则是屡见不鲜的，这些气体云连同气体在我们银河系总质量中占有相当的比重。它们虽然淹没与遮蔽了大部分银河系恒星，但却也向我们提供了大量关于银河系结构的宝贵信息。