Esta fase recibe su nombre porque las estrellas aparecen distribuidas de forma cuasi-horizontal en un diagrama color-magnitud en el que el color utilizado sea V-R o B-V y la magnitud V, esto es, son estrellas de magnitud visual casi constante pero con colores que pueden variar desde el blanco hasta el rojo.
Las estrellas de la rama horizontal más calientes se suelen encontrar a poca distancia de la secuencia principal mientras que las más frías se encuentran cerca de la rama de las gigantes rojas.
Compárese esto con la fase de secuencia principal, en la que se quema hidrógeno en el núcleo.
Algunas estrellas de la rama horizontal son variables RR Lyrae, las cuales se caracterizan por tener un período cercano a un día.
Dichas estrellas se usan para medir la distancia a objetos en la Vía Láctea y en galaxias cercanas.