变星(variable star)是指亮度有起伏变化的恒星。引起恒星亮度变化的原因有几何的原因(如交食,屏遮)和物理的原因(如脉动，爆发)以及两者都兼有(如交食加上两星间的质量交流)。一些恒星在光学波段的物理条件和光学波段以外的电磁辐射有变化，这种恒星现在也称变星，如光谱变星、磁变星、红外变星、X射线新星等。
变星的命名变星命名法由阿格兰德于1844年创立，每一星座内的变星，按发现的时间顺序,用拉丁字母R、S、T、U、V、W、X、Y、Z记名。
少数变星在发现亮度变化前已经定名，仍继续延用，此外，绝大多数变星都按国际通用的命名法命名 ，即用拉丁字母加上星座名作为变星的名字。对每一个星座，按变星发现的顺序，从字母R开始 ，一直到Z，然后用两个字母 ，从RR，RS起到ZZ，再用前面的字母AA，AB，……，一直到QZ，其中字母J完全不用，从第335个起，用V335，V336，……，加上星座所有格。
有些恒星的亮度变化肉眼就能发现，但大多数变星必须用一定的仪器、一定的观测技术才能发现 。照相测光和光电测光技术的应用，使变星数目迅猛增加，1985年开始陆续出版的第 4 版《变星总表》已收集了到1982年为止发现和命名的 28450颗变星和变光体。分光技术提供了变星物理性质的重要信息，不仅为发现变星，也为研究变化的原因提供了条件。但在已知变星中，做过光谱观测的仅占25％左右。
变星的分类按照亮度和光谱变化的不同，现在把变星分为几何变星、脉动变星和爆发变星三大类。在三个大类以下，又可再分为若干次型。脉动变星和爆发变星是物理变星，都属于不稳定恒星。
变星按其光变原因，可以分成内因变星和外因变星。前者的光变是光度的真实变化，光谱和半径也在变，又称物理变星；而后者的光度、光谱和半径不变，它们是双星，光变的原因是由于轨道运动中子星的相互掩食（称食双星或食变星）或椭球效应，外因变星又称为几何变星或光学变星。内因变星占变星总数的80％，又可分为脉动和爆发性质迥异的两大类。脉动变星占内因变星的90％，光变是由星体脉动引起的；爆发变星的光变是由一次或多次周期性爆发引起的。脉动变星和爆发变星又可以分成若干次型。变星的分类法随着人们认识的不断深化而逐渐改变，近年来发现越来越多的双星不仅是几何变星，也是物理变星。
变星种类繁多，涉及恒星演化的各个阶段，变星的研究必然促进恒星理论的发展；食变星为确定恒星的质量、大小等物理量提供了难得的机会；造父变星的周光关系为宇宙尺度提供了基本校准，新星、超新星的极大亮度可作为粗略的距离指针；变星分属于中介星族Ⅰ、旋臂星族、盘星族、中介星族Ⅱ和晕星族（见星族）五种不同空间结构次系，对银河系结构和动力学的研究也有重要意义。
物理变星是指由本身物理原因(例如，由于辐射出来的总能量发生了变化)而引起亮度变化的恒星，这类恒星是不稳定恒星。在已发现的两万多颗变星中，大部分都是物理变星。亮度的变化是这类变星的重要特征，这可能是由于存在周期性脉动，不规则性的迸发，或者是发生巨大的毁灭性的爆炸等原因引起的。因此，物理变星又可分为许多类型。其中大多数为脉动变星，爆发变星。由于这类变星对科学研究具有特别重要的意义，而且研究它们困难很大，因此，格外引起科学工作者们的重视。 在更多的情况下，变星的光变是出于内在原因，称为内因变星。内因变星，又可按光变的性质分为脉动变星和新星、超新星等。
食变星双星的两颗子星相互掩食，称为食变星（即食双星）。最著名的食变星是英仙星座的大陵五。它的光变在300多年前已经被发现。它离开我们106光年，光变周期等于2.9天。食变星的光变周期，也就是伴星绕主星转动的轨道周期。
脉动变星脉动变星使星体程度不同地发生有节奏的大规模运动的恒星。这种运动最简单的形式是半径周期性地增大和缩小。在半径变化的同时，光度、温度等也随之发生变化。
脉动变星有很多类型，最典型的一类是造父变星，其代表是仙王星座中的造父一星。这颗变星的光变周期是5.4天，最亮时亮度为3.6等，最暗时亮度为4.3等。
造父变星
造父变星（Cepheidvariablestar）一类高光度周期性脉动变星，也就是其亮度随时间呈周期性变化。因典型星仙王座δ而得名。仙王座δ星最亮时为3.7星等，最暗
时只有4.4星等，这种变化很有规律，周期为5天8小时47分28秒。这称作光变周期。这类星的光变周期有长有短，但大多在1至50天之间，而且以5至6天为最多。由于我国古代将仙王座δ称作“造父一”，所以天文学家便把此类星都叫做造父变星。人们熟悉的北极星也是一颗造父变星。科学家们经过研究发现，这些变星的亮度变化与它们变化的周期存在着一种确定的关系，光变周期越长，亮度变化越大。人们把这叫做周光关系，并得到了周光关系曲线。以后在测量不知距离的星团、星系时，只要能观测到其中的造父变星，利用周光关系就可以将星团、星系的距离确定出来。因此，造父变星被人们誉为“量天尺”。
1912 年，美国天文学家勒维特（Leavitt）在研究大麦哲伦星云和小麦哲伦星云时，在小麦哲伦星云中发现25颗变星，其亮度越大，光变周期越大，极有规律，称为周光关系。由于小麦哲伦星云距离我们很远，而小麦哲伦星云本身和距离相比很小，于是可以认为小麦哲伦星云中的变星距离我们一样远。这样，天文学家就找到了比较造父变星远近的方法：如果两颗造父变星的光变周期相同则认为它们的光度就相同。这样只要用其他方法测量了较近造父变星的距离，就可以知道周光关系的参数，进而就可以测量遥远天体的距离。但是造父变星本身太暗淡，能够用来测量的河外星系很少。其他的测量遥远天体的方法还有利用天琴座RR变星以及新星等方法。造父变星在可见光波段，光变幅度0.1～2等。光变周期大多在1～50天范围内，也有长达一二百天的。
造父变星实际上包括两种性质不同的类型：星族Ⅰ造父变星（或称经典造父变星）和星族Ⅱ造父变星（或称室女W型变星），它们有各自的周光关系和零点，对相同的周期，前者的光度比后者小1.4等左右。造父变星光谱由极大时的F型变到极小时的G～K型，谱线有周期性位移，视向速度曲线的形状大致是光变曲线的镜像反映。这意味着亮度极大出现在星体膨胀通过平衡半径的时刻（膨胀速度最大）而不是按通常想象那样发生在星体收缩到最小，因而有效温度最高的时刻，位相差0.1～0.2个周期。这种极大亮度落后于最小半径的位相滞后矛盾，被解释为星面下薄薄的电离氢区在脉动过程中跟辐射进行的相互作用而引起的现象。
新星和超新星新星是亮度在短时间内（几小时至几天）突然剧增，然后缓慢减弱的一类变星，星等增加的幅度多数在9等到14等之间。由于新星在发亮之前一般都很暗，甚至用大望远镜也看不到，而一旦发亮后，有的用肉眼就能看到，因此在历史上被称为"新星"。
实际上，新星不是新产生的恒星。现在一般认为，新星产生在双星系统中。这个双星系统中的一颗子星是体积很小、密度很大的矮星（可以认为是白矮星），另一颗则是巨星（参看恒星的物理特征和死亡的恒星）。两颗子星相距很近，巨星的物质受到白矮星的吸引，向白矮星流去。这些物质的主要成分是氢。落进白矮星的氢使得白矮星"死灰复燃"，在其外层发生核反应（参看恒星），从而使白矮星外层爆发，成为新星。
新星爆发以后，所产生的气壳被抛出。气壳不断膨胀，半径增大，密度减弱，最后消散在恒星际空间中。随着气壳的膨胀和消散，新星的亮度也就缓慢减弱了下去。
超新星是爆发规模更大的变星，亮度的增幅为新星的数百至数千倍（相当于再增加6至9个星等），抛出的气壳速度可超过1万千米。超新星是恒星所能经历的规模最大的灾难性爆发。
超新星爆发的形式有两种。一种是质量与太阳差不多的恒星，是双星系统的成员，并且是一颗白矮星（参看死亡的恒星）。这类爆发与新星的差别是核反应发生在核心，整个星体炸毁，变成气体扩散到恒星际空间。
还有一种超新星，原来的质量比太阳大很多倍，不一定是双星系统成员。这类大质量恒星在核反应的最后阶段会发生灾难性的爆发，大部分物质成气壳抛出，但中心附近的物质留下来，变成一颗中子星。
