Le détecteur de temps de vol ( ToF pour Time of Flight) couvre environ une unité de rapidité et 5 suivant
dans le plan transverse. Ce détecteur hautement segmenté est composé de 41 lattes de plastique scintillant. Les limites en impulsion pour la détection sont d'environ 1.8 GeV/c pour les pions et les kaons, et de 3 GeV/c pour les protons. La mesure du temps de vol des particules, reliée à la valeur de l'impulsion mesurée dans la TPC permet une mesure indirecte de la masse des particules et donc leur identification.
Un module RICH (pour Ring Imaging Cherenkov) qui a été développé et testé pour l'expérience ALICE au CERN vient compléter le détecteur STAR à rapidité centrale. Il permet l'identification des particules de haute impulsion transverse (jusqu'à 3 GeV/c pour les pions et les kaons et jusqu'à 5 GeV/c pour les protons).