Estrella doble un par de estrellas poco espaciadas que, a simple vista, suelen aparecer como una sola estrella. El par se llama doble óptico si las dos estrellas parecen estar juntas solo debido a su alineación vista desde la Tierra. Una verdadera estrella doble se llama estrella binaria, o sistema binario. Consiste en dos estrellas que se encuentran relativamente juntas en el espacio y giran una alrededor de la otra debido a la atracción gravitacional que cada una ejerce sobre la otra.

Más de la mitad de todas las estrellas conocidas pertenecen a sistemas binarios o sistemas de estrellas múltiples que contienen estrellas binarias. Los astrónomos pueden determinar las masas de estrellas en un sistema binario cuya distancia a la tierra se conoce calculando las órbitas de las estrellas alrededor de la otra.

Cuando ambas estrellas de un sistema binario pueden verse individualmente en un telescopio, el par se llama binario visual. A menudo, la presencia de una segunda estrella se descubre por otros medios. En un binario astrométrico, las variaciones regulares en la posición de una estrella visible revelan que está en órbita alrededor de una segunda estrella. En un binario eclipsante, las dos estrellas pasan una frente a la otra a su vez, creando eclipses y atenuación periódica de su luz combinada. Un conocido binario eclipsante forma parte de Algol, un sistema de estrellas múltiples en la constelación de Perseo. En un cuarto tipo, el binario espectroscópico, Se sabe que una estrella está en órbita alrededor de otra estrella porque las líneas de su espectro muestran alternativamente el movimiento de aproximación y recesión.