Os dois tipos de estrelas que não caem na sequência principal em um diagrama H-R são:

1. anões brancos: Estes são os densos remanescentes de estrelas que esgotaram seu combustível nuclear e derramam suas camadas externas. Eles são muito quentes, mas fracos, aparecendo no fundo esquerdo do diagrama H-R.
2. gigantes vermelhos: São estrelas que esgotaram o combustível de hidrogênio em seu núcleo e agora estão fundindo o hélio em uma concha ao redor do núcleo. Eles são mais frios, mas muito maiores que as estrelas da sequência principal, aparecendo, portanto, no canto superior direito do diagrama H-R.

Enquanto esses são os dois tipos mais proeminentes, outras estrelas como Supergiants e protostars Também reside fora da sequência principal no diagrama H-R.