На небе часто можно увидеть в телескоп две или несколько близкорасположенных звезд. Они называются оптически двойными звездами. Большинство из них только проецируется в очень близкие точки на небесной сфере, на самом же деле они не связаны между собой в единую систему. Но некоторые из них являются физически двойными звездами. Компоненты двойной звезды образуют единую динамическую систему и обращаются вокруг общего центра масс под действием взаимного притяжения.
Иногда наблюдаются группы из трех и более звезд, которые в этом случае называются тройными и кратными звездами.
Если компоненты двойной звезды достаточно удалены друг от друга и их видно по отдельности, то такие системы называют визуально-двойными. В тесных звездных системах, в которых компоненты не видны по отдельности, двойственность может быть обнаружена фотометрически по характерным периодическим изменениям кривой блеска, вследствие того, что одна звезда закрывает другую. Такие звезды называют затменно-переменными.
Если двойственность звезды обнаруживают по периодическому смещению спектральных линий, то такие звезды называют спектрально-двойными. Считается, что более половины звезд в Галактике двойные или кратные.
Чтобы убедиться в том, что оптически двойная звезда является физически двойной, нужно провести длительный ряд наблюдений и измерить орбитальное движение одной звезды относительно другой. Если обе звезды имеют почти одинаковое собственное движение, то, скорее всего, они являются компонентами двойной звезды.
Особый класс составляют тесные двойные пары, где расстояние между звездами соизмеримо с диаметрами самих звезд. В таких системах приливные силы влияют на форму и структуру звезд, а также на определенных стадиях эволюции происходит обмен массами, что приводит к драматическим последствиям, таким, например, как вспышка Новой звезды.
В настоящее время известно около 100 000 оптически и около 10 000 физически двойных звезд. Наиболее известные двойные звезды это Мицар-Алькор в Большой Медведице, Альбирео в Лебеде, Альфа Центавра (которая на самом деле является тройной звездой), Сириус в Большом Псе, Алголь в Персее, Процион в Малом Псе, Бета и Дельта Лиры, Эпсилон Возничего, звезда 61 в созвездии Лебедь.
