Aunque algunas estrellas, como ocurre con el Sol, son solitarias, en muchas ocasiones éstas se agrupan de dos en dos, o incluso en mayor número, estando todas ellas ligadas entre sí por sus respectivas atracciones gravitatorias. Las estrellas binarias, que es el caso más simple de estrellas múltiples, son grupos de dos estrellas; hay también estrellas triples, cuádruples, etc. Para diferenciar unas de otras, al nombre común se le añade una letra del alfabeto, empezando por la más importante.

Uno de los casos más conocidos de estrella múltiple es Alfa Centauro, la estrella más próxima al Sistema Solar, que forma un sistema triple. Alfa Centauro A, el astro principal, es una estrella amarilla muy similar en tamaño al Sol. Alfa Centauro B es algo menor y también algo más fría, puesto que su color es anaranjado, y está situada a una distancia de la anterior aproximadamente igual al radio del Sistema Solar. Alfa Centauro C, o Próxima Centauro, es una enana roja de pequeño tamaño y muy poco brillante, que orbita en torno a las otras dos a una distancia de varios meses-luz.

Todavía hay sistemas más complejos, como el de Cástor, o Alfa Géminis, que cuenta con un total de seis estrellas distribuidas en tres grupos de dos.