仔细测量天测双星可以用目视观测到的主星，可以察觉到位置会受到对应引力的影响而有所变化。恆星的位置是相对于更遥远的恆星反覆测量，然后检测出周期性的位置变化。通常，这种变化只有在邻近的恆星，像是10秒差距以内，才能测量的出来。近距离的恆星相对的也会有较大的自行，所以如果伴星有足够大的质量，恆星位置的转换就比较明显，伴星的存在也就比较容易验证。精确的测量可以看见的这颗星在天体位置上的运动，只要观察足够的时间，关于这颗伴星的质量和轨道週期就可以测量出来。即使看不见这颗伴星，利用克卜勒的定律，仍可以经由观测计算