Embora a aparente constância das estrelas no céu noturno, sabe-se que muitas estrelas variam em sua luminosidade ou características espectrais, com bem mais de 30.000 estrelas variáveis tendo sido agora catalogadas. Geralmente, o tipo de variabilidade é classificado como intrínseco ou extrínseco, dependendo da causa das flutuações.

Variabilidade intrínseca é devida a mudanças físicas como erupções ou pulsações na própria estrela, enquanto a variabilidade extrínseca pode ser observada devido a eclipses ou à rotação da estrela.

Diferentes tipos de variáveis intrínsecas incluem:

• Variáveis pulsantes – estrelas que periodicamente se expandem e contraem, tais como Cefeitos, estrelas RR Lyrae, estrelas RV Tauri e Variáveis de Longo Período.
• Variáveisruptivas – que têm erupções ou explosões em massa de sua superfície.
• Variáveis cataclísmicas ou explosivas – mudanças dramáticas no brilho são causadas por eventos termonucleares violentos ou explosões catastróficas resultando em novae ou supernovae.

Existem dois subgrupos principais de variáveis extrínsecas:

• Eclipsar binários – onde o brilho de um sistema estelar binário muda porque um companheiro em órbita passa na frente do outro.
• Rotantes estrelas – áreas escuras ou brilhantes na superfície estelar podem causar pequenas mudanças no brilho aparente à medida que a estrela gira.

Porque os cefeitos têm uma relação período-luminosidade bem definida, eles têm sido inestimáveis como velas padrão em determinações de distância.

Alterações nas magnitudes variáveis das estrelas cobrem um enorme intervalo – desde um milésimo de uma magnitude em amplitude até mais de vinte magnitudes para algumas supernovas. Períodos de diferentes tipos de variáveis variam de uma fração de segundo a muitos anos.

Um gráfico da luminosidade medida (ou magnitude aparente) ao longo do tempo é conhecido como uma curva de luz e pode dar pistas sobre a causa da variabilidade de uma estrela. A análise do período, regularidade, amplitude e forma das curvas de luz é uma ferramenta vital no estudo da variabilidade e dos processos no interior das estrelas.

A Cepheid em M100 Crédito: NASA, HST, W. Freedman (CIW), R. Kennicutt (U. Arizona), J. Mould (ANU)	Curva clara de um Cepheid da HIPPARCOS Crédito: ESTEC, ESA. >
Curva luminosa de um sistema binário eclipsante Crédito: Swinburne	Curvas claras de Supernovae Crédito: NASA/CXC/UC Berkeley/N.Smith et al.