Cuando una estrella se encuentra completamente dentro del equilibrio hidrostático, condición en la que la fuerza centrípeta de la gravedad está equilibrada por la presión centrífuga del gas, entonces no puede exceder el radio definido por el límite de Hayashi.
Esto tiene importantes consecuencias en la evolución estelar, sea durante el período inicial de contracción o posteriormente cuando la estrella ha consumido la mayor parte del hidrógeno combustible mediante fusión nuclear.
Sobre este diagrama, el límite de Hayashi aparece como una línea casi vertical aproximadamente a 3,500 K. Estrellas de temperatura baja siempre son totalmente convectivas, y los modelos de estructura estelar para estrellas totalmente convectivas no brindan una solución a la derecha de esta línea, donde una estrella se encuentra en equilibrio, con menores temperaturas superficiales.
[2] Las gigantes rojas son estrellas que han expandido su envoltura exterior a fin de soportar la fusión nuclear del helio.
Tal circunstancia las mueve arriba y a la derecha del diagrama.