구상성단들은 역학적으로 수백만 개의 아주 오래되고 작은 질량의 별들이 자체 중력으로 유지되고 있는 구형의 단순한 형태를 가지고 있다. 또한 대부분의 구상성단 중심부의 이완 시간은 평균 수억 년에 불과해 구상성단의 나이와 허블의 시간 척도에 비해 아주 적으므로 충분한 역학적 진화를 경험한 잘 이완된 항성 집단으로 간주된다. 따라서 구상성단은 자체 중력 항성계의 역학적 진화 모형에 대한 검증 대상으로 큰 의미를 가진다.
구상 성단은 나이에 비해 이완시간이 짧기 때문에 여러 번의 역학적 진화 과정을 거치면서 생성 초기의 조건들을 잃게 된다. 즉 구상성단의 역학적 진화 모형을 위해 필요한 초기 조건들에 대한 정보를 얻기 힘들기 때문에 현재 구상성단의 역학적 상태를 통한 초기 조건에 대한 가정으로 그것을 가장 잘 설명할 수 있는 모형들이 제시되어 왔다.
지금까지 구상 성단의 역학 구조의 모형에 대한 연구는 관측적으로 구상성단의 역학적 상태를 보여주는 표면 광도 분포와 속도 분산 분포 등을 통해서 이루어져 왔다. 초기의 King은 단일 질량, 등방 속도 분포를 가정한 모형을 제시하였으며, 몇몇 구상성단에서는 King 모형이 맞지 않는 구상성단이 발견되었다. 그 뒤를 이어 Da Costa & Freeman은 다중 질량, 등방 속도 분포를 가정한 모형을, 시선속도 자료를 이용한 Gunn & Griffin은 다중 질량 분포와 비등방 속도 분포를 가정한 모형에서 속도 분산과 광도 분포를 통해 질량 대 광도(M/L) 비를 구하여 구상 성단의 질량 함수를 이끌어 내었다. 또한 Binney & Tremaine는 Tensor Virial 정리를 이용해서 구형 항성계의 타원율과 회전 속도 대 속도 분산 비의 상관관계를 이끌어 냈으며 주어진 타원율에 대한 다양한 회전 속도 대 속도 분산 비는 비등방 속도 분산의 영향으로 설명하고 있다. 구상 성단의 다양한 역학적 모형들이 다중 질량 분포를 가지며 비등방 속도 분산의 영향을 고려하여 제시되었는데 이를 통해서 구상성단의 모형에 영향을 주는 관측적 인자로 광도 분포, 속도 분포, 질량 분포 등이 고려되었다.
구상성단의 형태학적 타원률에 영향을 주는 중요한 역학적 요인들에는 성단의 회전, 은하의 조석력, 속도 분산의 비등방성 등이 있다. 구상성단의 타원율은 성단의 형성 및 역학적 진화 조건을 내포하고 있다. 따라서 성단의 역학적 구조 연구는 결국 성단의 형성과 진화 연구에 직접적인 연관성을 갖게 된다. 구상성단의 타원율에 대한 연구는 초기 Pease & Shapley의 연구 이래로 많은 연구자들에 의해서 진행되었으며 그 결과 구상성단의 찌그러짐은 일반적인 현상이라는 것으로 밝혀졌다. White & Shawl은 99개의 우리 은하 구상성단들에 대한 타원율을 조사하여 평균 타원율이 0.07±0.01이라는 수치 자료를 얻었으며 Staneva et al. 은 M31내 173개의 구상성단의 평균 타원율이 0.086±0.038이라고 제시하고 있다. 그러나 구상성단 M19의 경우 타원율이 0.27에 이르는 등, 약 5% 정도의 성단들은 타원율 값이 0.2를 넘어서는 매우 찌그러진 타원의 모습을 보인다. 구상성단 내의 많은 별들에 대한 시선속도 측정 자료를 통해서 구상성단의 찌그러짐이 회전에 의한 것이며 구상성단의 단반 경이 회전축과 거의 일치한다는 연구 결과들이 꽤 있었다. 해당 연구자료들은 비등방 속도 분산 분포나 조석력에 의한 왜곡으로 구상성단의 찌그러짐을 설명하기도 하였다.
한편, 구상성단의 특성들에 대한 구상성단 타원률과의 상관관계를 찾으려는 노력들 중 주목할 만한 것은, 구상성단 광도와 타원율의 상관관계이다. 우리 은하에 있는 Cen, M31에 있는 Mayall II, 그리고 LMC에 있는 NGC 1835와 같은 구상성단들은 각 은하에서 가장 밝으면서 또한 가장 타원율이 가장 큰 성단으로 알려졌다. 이러한 결과와 반대로 Davout & Prugniel은 우리 은하와 M31의 구상성단 자료로부터 가장 밝은 구상 성단들이 오히려 원형에 가깝다는 사실을 보여주었으며 반면 타원율이 큰 Cen, M19, Mayall II 등은 예외적인 경우로 취급하였다. 또한 Schmidt의 구상성단의 역학적 진화 과정에 의한 타원율의 변화와 광도에 대한 연구 결과는, 일반적으로 밝은 성단이 가장 원형에 가까우며 아주 밝거나 아주 어두운 경우가 평균보다 더 찌그러져 있다는 사실을 보여주고 있다. 따라서, 구상성단들의 전체 밝기에 대한 역학적 세부구조의 연관성을 찾는 것 또한 성단의 역학적 진화에 중요한 의미를 갖는다.