Una estrella no es inmutable. A lo largo de su vida, desde su nacimiento como protoestrella hasta su muerte, sus características observacionales, color, tipo espectral y brillo o luminosidad, experimentan cambios en el curso de largos períodos que superan, en la mayoría de los casos, el millón de años y son por tanto inobservables. Pero hay una clase de estrellas, denominadas variables, que sufren también modificaciones de su brillo en intervalos más breves de tiempo y que son, por ello, fácilmente mensurables en el rango visible. Este fenómeno puede ser debido a causas accidentales, por ejemplo geométricas, como sucede en las binarias eclipsantes, o bien intrínsecas, producidas en respuesta a alteraciones físicas ocurridas en la propia estrella. Sólo en este último caso el objeto se considera variable.

Las variaciones de magnitud se miden respecto a estrellas de referencia próximas y su representación frente al tiempo da lugar a la llamada curva de luz, de ésta se obtiene la amplitud de las variaciones de magnitud y el período, si las variaciones son periódicas.

Muchas estrellas variables han sido estudiadas visual y fotográficamente, en la primera mitad de este siglo, por astrónomos profesionales, pero hoy día una gran cantidad de estas observaciones las realizan astrónomos aficionados. La Asociación Americana de Observadores de Estrellas Variables (AAVSO, 187 Concord Avenue, Cambridge, Massachusettts, 02138) coordina esta actividad y sus miembros observan las magnitudes comparando las estrellas con otras de magnitud constante y conocida.