大多数恒星的光辉都是毫无变化的。当我们想到这极大的能量是由恒星光球流出的时候，我们定要惊异于恒星内部的有效的作用居然能够一秒一秒、一世纪一世纪，毫不变化地供给能量给光球。但是有许多恒星的辐射能量却并不经常不变，这种星叫做变星。
鲸鱼座中的Mira是远在1596年第一颗被认为变星的。有时它只可在望远镜中看成9等星；有时它增亮了100倍以上，竟在肉眼看来也是一颗明星。这上下往复约11个月一周。二是许多的“长周期变星”一类的例子，这些都是红巨星或超巨星。许多别的红巨星，例如参宿四，变光很小而且极不规则。有几群星的变光却又部分可以预测。
“造父变星”是现今讨论得最广泛的一种星，它们也确有极大价值，这在下章就要说明。这名称是从仙王座8星来的，那是这种变光的最初例证之一：标准的造父变星都是黄色超巨星。它们的变光在周期和方式两方面都极有规律，周期大半在1星期左右，虽然全数排起来要从1天到50天。这些星的变光不仅在量而且在质，在最亮时它们要比最暗时还要增加光变的程度。
造父变星中约有1/2并不如上述那样标准。它们与其他恒星有许多相同点，却又有大大的不同。因为它们常出现于大球状星团，所以叫做“星团造父变星”。它们都是些蓝色星，变化周期约1/2日。其中没有一颗可以为肉眼所见。
通常假定造父变星（也许连所有的其他真变星都在内）的光的变化是起因于这些星的脉冲。最简单地说来（或许又太简单了），这学说认为变星是十分规律地一胀一缩的。内部热量的多产使恒星亮起来蓝起来。它胀大，于是冷下去，因此又暗下去、红下去。这调整一过火，星又冷得不能不变了，于是再收缩。这种脉冲一经开始，便要继续一个长时期。这简单学说的一个明显的而且不易立刻逾越的困难，便是事实上造父变星的最亮时并不在它最紧缩的时候，却在这以后的周期的1/4的时候，那时它向外膨胀得十分厉害。显然这颗恒星变光问题是与恒星本性的整个问题有密切关系的。