Les étoiles s'associent souvent en couple : on les appelle alors des étoiles doubles. En fait, la plupart des étoiles appartiennent à un système double ou multiple (parfois même sextuple ! ). Le Soleil, seule étoile de notre système solaire, fait presque figure d'exception. Pourtant, il s'en est fallu de peu pour que nous appartenions aussi à un système comprenant deux étoiles : si Jupiter avait été un peu plus massif, il serait devenu une étoile...

Dans un système d'étoiles doubles, comme dans notre système solaire, tous les corps tournent autour de leur centre de gravité commun. On voit donc les deux étoiles tourner l'une autour de l'autre suivant une période qui dépend de leurs masses et de leur distance. Ainsi, la mesure de cette période de rotation est très instructive, c'est même le principal moyen d'estimer la masse des étoiles. Les périodes de rotation peuvent s'échelonner de quelques jours, pour les couples les plus serrés, jusqu'à quelques siècles.

Procyon ( du Petit Chien), par exemple, est composé d'une étoile jaune, deux fois plus grosse que le Soleil, et d'une naine blanche, à peine moins lourde que le Soleil, mais d'un diamètre de seulement 28000 km (deux fois la Terre ! ). Elles tournent l'une autour de l'autre à une distance de 16 UA en 41 ans. Elles sont éloignées de nous de 11 AL. La représentation de Procyon ci-dessus n'est pas à l'échelle, sinon l'étoile jaune aurait été réduite à un point et la naine blanche aurait été invisible !