Evrende yalnız yıldızlar olduğu kadar, iki veya daha fazla yıldızın birbirine kütle çekimiyle bağlı olduğu sistemler de bulunur. İşte bu sistemlere çift yıldız sistemleri veya çoklu yıldız sistemleri denir.
Çift yıldız sistemlerinin nasıl oluştuğuna dair farklı teoriler bulunmaktadır:
Bu tür çift yıldızlar, sadece gökyüzünde birbirlerine yakın görünürler. Gerçekte birbirleriyle kütle çekimsel bir bağları yoktur ve farklı uzaklıklarda bulunurlar.
Bu tür çift yıldızlar, kütle çekimiyle birbirlerine bağlıdırlar ve ortak bir kütle merkezi etrafında dönerler.
Çift yıldız sistemleri, yıldızların kütleleri, yarıçapları ve parlaklıkları gibi temel özelliklerinin belirlenmesinde önemli bir rol oynar. Yörünge hareketleri incelenerek yıldızların kütleleri hassas bir şekilde hesaplanabilir.
Çift yıldız sistemlerinde gezegenlerin varlığı da mümkündür. Bu gezegenler, iki yıldızın etrafında dolanabileceği gibi, sadece bir yıldızın etrafında da dolanabilirler. İki yıldız etrafında dolanan gezegenlere çift kutuplu gezegenler (circumbinary planets) denir. Kepler uzay teleskobu, bu tür gezegenlerin keşfinde önemli rol oynamıştır.
Çift yıldız sistemleri, astrofizik araştırmaları için önemli bir laboratuvar görevi görür. Bu sistemler sayesinde, yıldızların evrimi, kütle transferi ve gezegen oluşumu gibi konularda daha detaylı bilgi edinilebilir. Gelecekteki teleskoplar ve uzay görevleri, çift yıldız sistemleri hakkındaki bilgilerimizi daha da artıracaktır.