Pomimo pozornej stałości gwiazd na nocnym niebie, wiadomo, że wiele gwiazd zmienia swoją jasność lub cechy widmowe, przy czym skatalogowano już ponad 30 000 gwiazd zmiennych. Ogólnie, rodzaj zmienności jest klasyfikowany jako wewnętrzny lub zewnętrzny, w zależności od przyczyny wahań.

Wewnętrzna zmienność jest spowodowana zmianami fizycznymi, takimi jak erupcje lub pulsacje w samej gwieździe, podczas gdy zmienność zewnętrzna może być obserwowana z powodu zaćmień lub rotacji gwiazdy.

Różne typy zmiennych wewnętrznych obejmują:

• Zmienne pulsujące – gwiazdy, które okresowo rozszerzają się i kurczą, takie jak cefeidy, gwiazdy RR Lyrae, gwiazdy RV Tauri i zmienne długookresowe.
• Zmienne wybuchowe – które mają rozbłyski lub wyrzuty masy z ich powierzchni.
• Zmienne kataklizmiczne lub wybuchowe – dramatyczne zmiany jasności są spowodowane gwałtownymi zdarzeniami termojądrowymi lub katastrofalnymi eksplozjami skutkującymi nowami lub supernowymi.

Istnieją dwie główne podgrupy zmiennych zewnętrznych:

• Bliźnięta podwójne – gdy jasność układu podwójnego gwiazd zmienia się, ponieważ jeden z orbitujących towarzyszy przechodzi przed drugim.
• Gwiazdy rotujące – ciemne lub jasne obszary na powierzchni gwiazdy mogą powodować małe zmiany w jasności pozornej, gdy gwiazda się obraca.

Ponieważ cefeidy mają dobrze zdefiniowaną zależność okres-jasność, były nieocenione jako świece standardowe w wyznaczaniu odległości.

Zmiany magnitudo gwiazd zmiennych obejmują ogromny zakres – od tysięcznej części magnitudo do ponad dwudziestu magnitudo w przypadku niektórych supernowych. Okresy różnych typów zmiennych wahają się od ułamka sekundy do wielu lat.

Kreska zmierzonej jasności (lub magnitudy pozornej) w czasie jest znana jako krzywa blasku i może dać wskazówki co do przyczyny zmienności gwiazdy. Analiza okresu, regularności, amplitudy i kształtu krzywych blasku jest istotnym narzędziem w badaniach zmienności i procesów zachodzących we wnętrzu gwiazd.

A Cepheid in M100 Credit: NASA, HST, W. Freedman (CIW), R. Kennicutt (U. Arizona), J. Mould (ANU)	Light curve of a Cepheid from HIPPARCOS Credit: ESTEC, ESA.
Krzywa światła zaćmieniowego układu podwójnego Credit: Swinburne	Krzywe światła supernowych Credit: NASA/CXC/UC Berkeley/N.Smith et al.

.