ดาวดับเบิ้ลสตาร์ คู่ของดาวฤกษ์ที่มีระยะห่างอย่างใกล้ชิดซึ่งมองด้วยตาเปล่ามักจะปรากฏเป็นดาวดวงเดียว คู่นี้เรียกว่าออปติคัลดับเบิ้ลหากดาวทั้งสองดูเหมือนจะอยู่ใกล้กันเพียงเพราะการเรียงตัวของพวกมันเมื่อมองจากโลก ดาวคู่ที่แท้จริงเรียกว่าดาวคู่หรือระบบดาวคู่ ประกอบด้วยดาวสองดวงที่อยู่ค่อนข้างใกล้กันในอวกาศและโคจรรอบดาวฤกษ์อีกดวงหนึ่งเนื่องจากแรงดึงดูดของแรงโน้มถ่วงที่แต่ละดวงกระทำต่อกัน
มากกว่าครึ่งหนึ่งของดาวฤกษ์ที่รู้จักทั้งหมดอยู่ในระบบดาวคู่หรือระบบดาวหลายดวงที่มีดาวคู่ นักดาราศาสตร์สามารถกำหนดมวลของดาวฤกษ์ในระบบดาวคู่ซึ่งทราบระยะห่างจากโลกโดยการคำนวณวงโคจรของดาวฤกษ์ที่อยู่รอบกันและกัน
เมื่อดาวทั้งสองของระบบดาวคู่สามารถมองเห็นได้ทีละดวงในกล้องโทรทรรศน์ ทั้งคู่จะเรียกว่าไบนารีภาพ บ่อยครั้งที่การมีอยู่ของดาวดวงที่สองถูกค้นพบโดยวิธีอื่น ในระบบเลขฐานสองทางดาราศาสตร์ การแปรผันอย่างสม่ำเสมอในตำแหน่งของดาวที่มองเห็นได้เผยให้เห็นว่าดาวนั้นโคจรรอบดาวดวงที่สอง ในระบบดาวคู่สุริยุปราคา ดาวสองดวงจะเคลื่อนผ่านหน้ากัน ทำให้เกิดสุริยุปราคาและหรี่แสงรวมกันเป็นระยะ เลขฐานสองสุริยุปราคาที่รู้จักกันดีประกอบขึ้นเป็นส่วนหนึ่งของ Algol ซึ่งเป็นระบบหลายดาวในกลุ่มดาวเพอร์ซีอุส ในประเภทที่สี่ สเปกโตรสโกปีไบนารี เป็นที่ทราบกันว่าดาวดวงหนึ่งโคจรรอบดาวฤกษ์อีกดวงหนึ่ง เนื่องจากเส้นในสเปกตรัมแสดงการเคลื่อนที่ของการเข้าใกล้และการถดถอยสลับกัน
