HR図において、主系列を離れて進化した中小質量星（赤色巨星）が形成する系列。膨張によって外層の温度が下がり、ガスの不透明度が増すと対流が発生する。水素の殻燃焼で発生したエネルギーが効率よく表面から放射されるため、外層の膨張が止まり、光度が増す。これにより、恒星全体の質量にあまりよらずに赤色巨星はHR図上で系列をつくる。一方、赤色巨星の表面温度は金属量によるため、赤色巨星分枝の位置は金属量によって異なる。