建模。星系或星团等系统的恆星动力学模型通常与恆星运动学的数据进行比较或测试，以研究它们的演化历史和质量分布，它们并通过引力对恆星轨道的影响来探测暗物质或超大质量黑洞的存在。
空间速度.恆星的运动速度向着太阳接近或远离的分量称为径向速度，可以从频谱的都卜勒效应测量出来。横向，或是自行则必须对更遥远的背景天体进行一系列的位置观测才能测定。一旦一颗恆星的距离经由其它的天体测量方法得到，例如视差，就可以计算出空间的速度。这是恆星相对于太阳或本地静止标准(LSR，local standard