Một số loại quang phổ mới được sử dụng để phân loại một số sao ít gặp hơn, do chúng đã được tìm thấy:

• W: Tới 70.000 K - các sao Wolf-Rayet.
• L: 1.500 - 2.000 K - Các sao với khối lượng không đủ để diễn ra các phản ứng nhiệt hạch thông thường (các sao lùn nâu). Các sao lớp L chứa liti là nguyên tố bị tiêu hủy rất nhanh trong các sao nóng hơn.
• T: 1.000 K - Các sao lùn nâu đã nguội hơn với mêtan trong quang phổ.
• C: Các sao cacbon.

• R: Trước đây là một lớp riêng có các sao cacbon tương đương với các sao lớp K, ví dụ S Camelopardalis.
• N: Trước đây là một lớp trong có các sao cacbon tương đương với các sao lớp M, ví dụ R Leporis.

• S: Tương tự như các sao lớp M, nhưng có zirconi dioxit thay vì titan dioxit như thông thường.
• D: Các sao lùn trắng, ví dụ Sirius B.

Lớp W đại diện các sao siêu sáng Wolf-Rayet, với sự sai khác đặc biệt là chúng chứa chủ yếu là hêli thay vì hiđrô. Chúng được coi là những sao siêu khổng lồ đang chết với lớp hiđrô đã bị thổi bay đi vì các trận gió nóng sinh ra bởi nhiệt độ cao của chúng, do đó đang trực tiếp phô bày ra lớp vỏ hêli nóng.

Các sao lớp L được gọi tên như thế từ sự hiện diện của liti trong lõi của chúng. Bất kỳ hình thái nào của liti cũng sẽ bị tiêu hủy rất nhanh trong các phản ứng hạt nhân đang diễn ra trong các sao thông thường, điều này chỉ ra rằng các sao trong lớp này không còn các quá trình nhiệt hạch đang diễn ra. Chúng là các sao có màu đỏ sẫm và sáng nhất trong các thiết bị hồng ngoại. Khí của chúng đã bị làm nguội đến mức các hiđrít của kim loại và kim loại kiềm có thể tồn tại trong quang phổ.

Các sao lớp T là các sao rất trẻ và có mật độ thấp thông thường tìm thấy trong các đám mây liên sao, nơi chúng sinh ra. Chúng có thể là những thiên thể vừa đủ lớn để có thể gọi là sao hay những thiên thể được gọi là dưới sao, là các dạng khác nhau của sao lùn nâu. Chúng có màu đen, phát ra ít hoặc không có ánh sáng nhìn thấy nhưng mạnh nhất là hồng ngoại. Nhiệt độ bề mặt của chúng là sự tương phản hoàn toàn với 50.000 K, hay cao hơn, của các sao lớp O, chúng chỉ có nhiệt độ tới 1.000 K. Trong các sao này, các phân tử phức tạp có thể tạo thành, minh chứng bằng các vạch đậm của mêtan trong quang phổ của chúng.

Nếu như các sự nghiên cứu gần đây thật sự chính xác thì các lớp T và L có thể phổ biến hơn tất cả các lớp khác cộng lại. Sự nghiên cứu các đĩa tiền hành tinh (đĩa tiền hành tinh là một sự kết hợp của các khí trong các tinh vân mà từ đó các ngôi sao cũng như hệ mặt trời và hệ sao hình thành) cho thấy số lượng các sao trong thiên hà với các cấp độ sáng khác nhau phải nhiều hơn những gì chúng ta đã biết. Người ta nghĩ rằng các đĩa này đang ganh đua với nhau. Cái đầu tiên được tạo thành sẽ trở thành một "tiền sao", một thiên thể hoạt động rất mạnh và sẽ phá vỡ các đĩa khác gần đó, hút lấy khí của chúng. Các đĩa nạn nhân có lẽ sau đó sẽ trở thành các sao thuộc chuỗi chính hay sao lùn nâu lớp L hoặc T, nhưng chúng ta hoàn toàn không nhìn thấy. Vì tuổi thọ của chúng cao (chưa có sao nào với khối lượng nhỏ hơn 0,8 khối lượng Mặt Trời đã chết trong lịch sử của thiên hà) nên các sao nhỏ này sẽ được tích lũy theo thời gian.

Các sao lớp R và N là các sao cacbon (các sao siêu khổng lồ đỏ đạt đến giai đoạn cuối trong đời của chúng) tương đương với khoảng từ giữa G tới cuối M trong hệ thống phân loại thông thường. Gần đây, người ta đã xếp nó sang phân loại cacbon C, với N0 bắt đầu áng chừng là C6.

Các sao lớp S có vạch quang phổ ZrO hơn là TiO, và là trung gian giữa sao lớp M và sao cacbon. Các sao này có sự hiện diện của cacbon và ôxy gần như bằng nhau và cả hai nguyên tố gần như toàn bộ nằm trong các phân tử CO. Đối với các sao nguội đủ mức để có thể tạo ra phân tử CO thì nó có xu hướng "ăn hết" các nguyên tố khác ít hơn, kết quả là "ôxy thừa" trong các sao chuỗi chính, "cacbon thừa" trong các sao lớp C, và "không có gì thừa" trong các sao lớp S.

Lớp D đôi khi được sử dụng để gọi các sao lùn trắng, một trạng thái mà phần lớn các sao sẽ phải trải qua vào cuối đời. Lớp D được chia tiếp thành các lớp nhỏ DA, DB, DC, DO, DZ và DQ. Lưu ý rằng các chữ cái không có quan hệ với các chữ cái được sử dụng trong phân loại của các sao thực sự.

Cuối cùng, các lớp P và Q thỉnh thoảng được sử dụng cho các thiên thể chắc chắn không phải là sao. Các thiên thể lớp P là các tinh vân hành tinh và lớp Q là các sao đang nổ.