有着两颗以上恆星的系统称为多星系统。这种系统，尤其是在距离遥远时，肉眼看见的经常是单一的点光源，要过其它的观测方法，才能揭示其本质。过去两个世纪的研究显示，一半以上可见的恆星都是多星系统。双星（double star）通常被视为联星的同义词；然而，双星可能只是光学双星。之所以称为光学双星，只是因为从地球上观察它们在天球上的位置，在上几乎是相同的位置。然而，它们的「双重性」只取决于这视觉效应；恆星本身之间的距离是遥远的，没有任何共用的物理连结。通过测量视差、自行或径向速度的差异，可以揭示它们只是光学双星