Uma
estrela binária é um
sistema estelar que consiste de duas
estrelas orbitando um baricentro (
centro de massas) comum. A estrela mais brilhante é chamada de
primária, enquanto a estrela menos brilhante é chamada de
estrela companheira ou
secundária. Pesquisas desde o início do século XIX sugerem que muitas estrelas são parte de um sistema binário ou de sistemas com mais de duas estrelas, chamados
sistemas múltiplos de estrelas. O termo
estrela dupla é por vezes utilizado como sinônimo, embora, na definição astronômica moderna, estrelas duplas sejam quaisquer estrelas próximas entre si no
céu terrestre, podendo ser uma estrela binária ou uma
estrela dupla óptica, a última consistindo de duas estrelas que não possuem nenhuma conexão física, mas aparentam estar próximas umas das outras no céu, vistas da
Terra. Estrelas duplas podem ser determinadas como ópticas se seus componentes possuem
movimento próprio ou
velocidade radial diferentes, ou medidas de
paralaxe revelando que as distâncias da Terra das duas estrelas envolvidas são significativamente diferentes. Não se sabe se a maior parte das estrelas duplas conhecidas atualmente são estrelas binárias propriamente ditas ou estrelas duplas ópticas.
Sistemas de estrelas binárias são muito importantes na
astrofísica, porque os cálculos de suas órbitas permitem que a
massa das estrelas componentes seja diretamente calculada, permitindo então uma estimativa indireta do seu
raio e
densidade, bem como uma relação empírica entre massa e luminosidade, pela qual as massas de estrelas individuais podem ser estimadas.
Estrelas binárias são frequentemente detectadas visualmente, caso em que são chamadas de
binárias visuais. Várias binárias visuais possuem longos períodos orbitais de vários séculos ou milênios e, portanto, as características de suas órbitas são pouco conhecidas ou não são conhecidas com precisão. Estrelas binárias também podem ser detectadas através de técnicas indiretas, tais como
espectroscopia (
binárias espectroscópicas) ou
astrometria (
binárias astrométricas). Se as estrelas de um sistema binário orbitam em um plano ao longo da linha de visão da Terra, tais estrelas se
eclipsam mutuamente; esses pares são chamados de
binárias eclipsantes ou
binárias fotométricas, devido ao fato de serem detectadas pela mudança de
brilho durante eclipses e
trânsitos estelares.