Gli ammassi globulari di solito contengono circa 100000 stelle. La distribuzione delle stelle è a simmetria sferica, e le densità centrali sono circa dieci volte più grandi degli ammassi aperti. Le stelle negli ammassi globulari sono tra la più antiche della Via Lattea, e quindi sono di grande importanza per gli studi dell'evoluzione stellare. Ci sono circa 150-200 ammassi globulari nella Via Lattea. Il diagramma colore-magnitudine di un tipico ammasso globulare è mostrato in figura. La sequenza principale contiene solo deboli stelle rosse; vi è un cospicuo ramo delle giganti, e i rami orizzontale e asintotico sono chiaramente visibili. La sequenza principale è più bassa rispetto a quella degli ammassi aperti, perché l'abbondanza di metalli è molto inferiore negli ammassi globulari. Le stelle ramo orizzontali hanno una nota magnitudine assoluta, che è stato calibrata utilizzando principalmente le variabili di tipo RR Lyrae. Poiché il ramo orizzontale stelle sono luminose, si possono osservare anche in ammassi distanti , e quindi utilizzandole possono essere determinati le distanze dell'ammaso globulare. Inoltre utilizzando la distanza, possono essere calcolate le dimensioni lineari dell'ammasso. Si è constatato che la maggior parte del massa è concentrata ad un nucleo centrale con un raggio di circa 0,3-10 pc. All'esterno c'è un zona estesa di stelle con un raggio che può essere 10-100 volte più grande. A ancora più grandi raggi le stelle sfuggono dall'ammasso a causa della forza di marea della Via Lattea. Le masse degli ammassi globulari possono essere più o meno stimate utilizzando il teorema del viriale, se sono stati misurati le velocità stellari dell'ammasso. Valori più precisi sono calcolato dal fitting dei modelli teorici con la osservata distribuzione di densità e velocità. In questo modo sono state calcolate le masse in un range di 104 -106 M⊙. Gli ammassi globulari della Via Lattea si dividono in due classi.Questi corrispondono a popolazione II intermedie e di alone. Nel disco gli ammassi globulari sono concentrati verso il centro e verso il piano della Via Lattea e formano un sistema che è in rotazione con la rotazione generale la Via Lattea. Al contrario, gli ammassi globulari dell'alone più sfericamente distribuiti in una vasta distribuzione fino a raggiungere almeno 35 kpc. Il sistema di ammassi globulari nell'alone non ruota, ma invece le velocità dei singoli ammassi sono distribuite in modo uniforme in tutte le direzioni.

L'abbondanza degli elementi pesanti è anche diverso nelle due classi di ammassi globulari. Per gli ammassi del disco è tipicamente circa il 30% del valore del Sole, per gli ammassi dell'alone è solo circa l'1%. La più piccola abbondanza elementi pesanti , circa 10^-3 volte il valore solare, sono stati rilevati in alcuni ammassi globulari dell'alone. Essi hanno ci posono dare importanti informazioni sulla produzione di elementi nell'Universo primordiale e durante la formazione della Via Lattea. Tutti ammassi globulari sono vecchi, e gli ammassi dell'alone sono tra i più antichi oggetti astronomici noti. Determinare un'età precisa è difficile e richiede accurate osservazioni del punto di turn-off della sequenza principale nel diagramma HR e anche modelli di evoluzione stellare precisi. Le età ottenute che sono state stimate sono di circa (13-16) miliardi di anni. Questa età è vicino al età dell'Universo calcolato dal tasso di espansione,