恒星亮度的变化，不是直接可以用肉眼看出来的，而是通过与那些稳定的恒星（相对来说）的比较中得到的。那些稳定的恒星就被称为“比较星”。
变星的目视观测，就是比较“待测变星”与“比较星”的亮度差别。应用的方法有3种：等级法、内插法与联合法，目前常用的是阿格兰德尔的等级法。
如果要区分茫茫星海中这些亮暗不等的恒星，目前有两种方法：一是划分星等，二是确定光度。
公元前2世纪希腊天文学家喜帕恰斯在编制星表时，按亮度把恒星分为6个等级。亮度越大，星等越小。肉眼刚能看到的为6等星。1等星比6等星大约亮100倍。天文学家把这种在地球上观测得到的恒星亮度与星等称为视亮度或视星等。
恒星的视星等是人们用肉眼及望远镜观察的亮度，它并不代表恒星的真正发光强弱。因为受到恒星与观测者之间距离的影响，距离越远，视亮度反而越小。因此，要比较恒星的真实亮度，应将它们提到与我们同一个距离上。天文学家设想，把恒星移置距离地球10秒差距（即32.6光年）处，这时恒星的视星等称为“绝对星等”。如果把太阳放在离地球10秒差距的地方，那么我们所看到的太阳只比一颗5等暗星稍亮一点罢了。
恒星的真正亮度还可以用“光度”来表示。和太阳一样，恒星内部也进行着热核聚变反应，产生的热量不断向外层转移，最后从恒星表面射向太空。天文学家把每秒钟从恒星表面释放的光能量称为恒星的光度。
恒星的光度差异很大，光度最大的恒星比太阳光度强100万倍；而光度最小的恒星却仅是太阳光度的1/1000000.有趣的是，太阳正好处于恒星整个光度范围的中间位置。因此，天文学家常以太阳光度为单位表示恒星的光度。他们一般把光度比太阳大100倍左右的恒星被称为巨星，巨星的直径通常比太阳的直径大二三十倍。而光度小的恒星被称为矮星，其体积也比较小。巨星和矮星就好比恒星世界的巨人和矮子，太阳就是一颗黄色矮星。光度比巨星还大的被称为超巨星，天津四就是一颗超巨星，光度比太阳强约6万倍。而我们肉眼能看到的全天最亮的天狼星的伴星（双星中较亮的一颗叫主星，较暗的一颗叫伴星）是一颗白矮星，它的光度不足太阳的1/10000.