Gli ammassi stellari forniscono un metodo per determinare l'età delle singole stelle . Le stelle in un ammasso globulare si formano più o meno contemporaneamente da un'unica nube molecolare. Quindi, trovando l'età di un ammasso globulare, troviamo l'età delle stelle al suo interno. Le stelle si formano nelle nebulose, che sono raccolte di gas e polvere. La più luminosa delle due nebulose mostrate nell'immagine è M42, un vasto vivaio stellare situato nella costellazione di Orione. L'area più scura al centro è una nube di gas molecolare e polvere dove si stanno formando nuove stelle. Le luminose stelle bianco-blu attorno al bordo della nebulosa sono stelle giovani e calde che si sono formate di recente.

Gli ammassi globulari sono vasti agglomerati sferici di centinaia di migliaia di stelle, tutte molto vicine tra loro. Appaiono come macchie sfocate e tondeggianti nel cielo e si trovano in orbita attorno alla Via Lattea. Le osservazioni hanno dimostrato che la maggior parte delle stelle all'interno di un ammasso si formano più o meno nello stesso momento. Ciò significa che determinando l'età dell'ammasso globulare, scopriamo anche l'età delle stelle che lo compongono.

Il diagramma Hertzsprung-Russell viene utilizzato per ricavare metodi per determinare l'età delle singole stelle . Il diagramma HR traccia la luminosità (o luminosità assoluta, luminosità) di una stella rispetto alla sua temperatura superficiale (temperatura della sua atmosfera esterna) o al tipo spettrale. Il diagramma H-R mostra anche i percorsi evolutivi che le stelle seguono mentre progrediscono dalla sequenza principale attraverso gli stadi fino a diventare nane bianche. Il diagramma H-R può essere utilizzato anche per datare gli ammassi stellari. Tutte le stelle all'interno di un ammasso saranno allo stesso stadio di evoluzione, quindi se tracciamo la loro luminosità rispetto ai loro tipi spettrali otteniamo il diagramma H-R per quell'ammasso. Poiché alcune sequenze del diagramma dipendono dall'età del cluster, la loro presenza (o assenza) può essere utilizzata per determinare l'età.

Gli ammassi aperti forniscono anche un metodo per determinare l'età delle singole stelle. Le stelle di un ammasso aperto si formano come parte della stessa nube molecolare. Poiché le stelle si formano dallo stesso materiale e nello stesso momento, iniziano la loro vita nella porzione di sequenza principale del diagramma Hertzsprung-Russell nello stesso punto. Le stelle bruciano l'idrogeno trasformandolo in elio nei loro nuclei, e questo brucia l'idrogeno e sposta la stella a destra nel diagramma H-R. La velocità di progressione dipende dalla massa della stella. Le stelle più massicce si spostano verso destra nel diagramma H-R più rapidamente delle stelle di massa inferiore. Quando le stelle di massa inferiore lasciano la sequenza principale, le stelle più massicce in un ammasso aperto sono già giganti rosse o addirittura nane bianche. Inoltre, le stelle di massa inferiore sono più deboli di quelle di massa maggiore, quindi diventano più difficili da rilevare con il passare del tempo. Di conseguenza, il diagramma H-R di qualsiasi ammasso aperto conterrà relativamente poche stelle di piccola massa. La quantità di tempo che intercorre tra la formazione delle stelle e prima che le stelle di piccola massa inizino a lasciare la sequenza principale dipende dall'età dell'ammasso, quindi gli astronomi possono determinare l'età dell'ammasso osservando il diagramma H-R. Determinando l'età di un ammasso aperto, gli astronomi possono anche determinare l'età delle stelle all'interno dell'ammasso.

L'età di una stella può essere stimata dalla sua posizione sul diagramma Hertzsprung-Russell (H-R). Il diagramma H-R è un grafico della luminosità di una stella rispetto alla sua temperatura superficiale. Le stelle si evolvono nel tempo e la loro posizione sul diagramma H-R cambia man mano che invecchiano. Confrontando la posizione di una stella sul diagramma H-R con le posizioni di altre stelle di età conosciuta, gli astronomi possono stimare l'età della stella.

Un altro modo per stimare l'età di una stella è guardare la sua velocità di rotazione . Le stelle ancora giovani ruotano molto rapidamente. Man mano che le stelle invecchiano, la loro velocità di rotazione rallenta. Misurando la velocità di rotazione di una stella, gli astronomi possono stimarne l'età.

Infine, gli astronomi possono anche stimare l'età di una stella osservandone la composizione chimica. Le stelle ancora giovani hanno una maggiore abbondanza di alcuni elementi, come il litio, rispetto alle stelle vecchie. Misurando l'abbondanza di alcuni elementi in una stella, gli astronomi possono stimarne l'età.

Utilizzando questi metodi, gli astronomi possono stimare l’età delle stelle con vari gradi di precisione. Il metodo più accurato è utilizzare il diagramma H-R, ma questo metodo può essere utilizzato solo per le stelle relativamente vicine al Sole. Per le stelle più lontane, gli astronomi devono utilizzare altri metodi, come la misurazione della velocità di rotazione o della composizione chimica.