球狀星團通常比疏散星團要大得多，而且被緊密的引力所束縛。它們的人口密度要大得多，人口數量則從數万到數百萬不等。密集的恆星之間強烈的引力吸引使球狀星團呈現出規則的球形形狀。跟疏散星團相比，球狀星團中的恆星年齡更大、顏色更紅。

由於它們相當大的引力使得它們非常穩定，因此它們的壽命非常長，可以存活到幾十億年之久。它們跟所有類型的星係都有聯繫，在銀河系中，它們被發現出現在光環和凸起部分。

所有的星團都是天文學家非常感興趣的，因為它們的組成恆星都是在約相同的時間和地點形成且具有相似的初始成分。因此，星團對恆星如何形成和演化提供了獨特的見解。然而要觀察球狀星團中的單個恆星是非常有挑戰性的，因為它們排列得非常密集。

用地面望遠鏡幾乎無法將球狀星團中的恆星彼此區分開來，但哈勃徹底改變了對球狀星團的研究。據悉，哈勃被用來研究球狀星團是由什麼樣的恆星組成的、它們是如何演變的以及重力在這些密集系統中的作用。

2021年，來自哈勃的新數據首次測量了核心坍縮的球狀星團中黑洞集合的範圍。科學家們期望在NGC 6397的中心找到一個中等質量的黑洞，但他們卻發現了潛伏在那裡的較小黑洞的集中證據。這一發現提出了這樣一個問題：在核心坍縮的球狀星團中，這些緊密相連的黑洞的合併是否可能是引力波的一個重要來源。

哈勃是第一台直接觀測到球狀星團中的白矮星的望遠鏡，天文學家報告稱這是迄今為止在球狀星團中看到的最暗的恆星。這項研究還關注了NGC 6397，它是離地球最近的球狀星團之一。通過看到這個區域的全部恆星，研究人員獲得了關於這個星團的年齡、起源和演化的新見解。

該望遠鏡還有助於我們了解球狀星團中被重新激活的恆星的一種特殊類型，即所謂的藍離散星。在某些情況下，這種恆星會得到額外的燃料，從而使它們變大並大幅提高它們的亮度。如果一顆恆星將物質從鄰居身上拉下來或它們發生碰撞，這種情況就會發生。因此，藍離散星似乎是從“老年”階段倒退到更熱更亮的“青年”階段，在這個過程中獲得了新的生命。