在星系和星团中有一种光度周期变化的变星，典型的是仙王座中一颗我国古称“造父一”的星，所以这种变星称为“造父变星”。 造父变星有一个绝妙的特点，它的光变周期愈长，亮度也愈大；光变周期愈短，亮度亦愈小，这种关系称为“周光关系”。 所以只要我们在星系或星团中测出一颗造父变星的光变周期，利用周光关系就可知道这颗变星的绝对星等。这颗变星看上去的视星等是很易通过观测知道的。然后利用恒星的距离，的视星等与绝对星等之间有确定的关系，就可以确定造父变星所在的星团或星系的距离。 mv − Mv = 5lgd − 5 用来做距离指标的变星种类主要有造父变星（I 型与II 型）与天琴座变星。 沙普利首先应用这一方法精确描绘了银河系结构，轰动一时。现代宇宙学的开创人物----哈勃，利用此方法测出仙女座大星云距地球100万光年以上（现代值220万光年），是一个河外星系，又测定了其他一些星系，并根据谱线红移，提出宇宙膨胀的观点。用这种方法可测范围为1500万光年。
测距适用范围：～17 Mpc