许多恒星常有伴星存在，有些肉眼即可分辨出来，有些须藉助望远镜。在望远镜放大倍率观测下，有由两颗，三颗甚至三颗以上的恒星，依力学关系密集结合而成，称之为双星，三合星，四合星或聚星。他们各具万有引力作用，绕著一共同质量中心转动。由长期的观测，我们可以计算出它们的质量，运动和轨道特性。有些双星因为互绕轨道平面关系，会互相遮掩而形成亮度上的变化，我们称之为食双星，如英仙座著名的β星即是。有些双星靠的非常近，无法用望远镜分解出来，我们则可藉著分光仪器，判定其为双星，这类双星称为分光双星。据了解，太阳近邻的恒星至少有一半属於双星或聚星。