Gli  ammassi globulari, se osservati spettroscopicamente, rivelano una composizione chimica povera di elementi pesanti.  In particolare sono molto poveri di ferro; questo elemento risulta 200 volte superiore nel nostro Sole.  La circostanza mostra che non c'è stato in questi sistemi un processo di continua formazione di stelle. L'evoluzione si è interrotta dopo la prima generazione e la causa di questo comportamento è da ricercarsi nel fatto che tutto il gas presente nell'alone  si è concentrato nel  disco.

Le stelle devono  quindi avere tutte la stessa età e composizione chimica. Analizzando i diagrammi  colore-luminosità e possibile avere molte informazioni sulla loro evoluzione, sulla loro età (risultata di circa 13 miliardi di anni, in buon accordo con altri tipi di valutazioni) e sull'evoluzione stellare in generale.

Il quadro che se ne può tracciare fa intravedere la seguente successione cronologica:

- la proto- galassia è composta da una estesa nube di gas pressoché sferico, in rotazione
- si formano nelle regioni periferiche delle agglomerazioni che portano alla nascita degli ammassi globulari (almeno 13 miliardi di anni fa)
-  la proto galassia si appiattisce e tutta la restante materia si concentra nel piano galattico
-  la Galassia assume le caratteristiche che conosciamo dove nei bracci a spirale sono presenti le stelle di prima generazione, mentre nell'alone rimangono gli ammassi globulari.