Dubbelsterren noemt men zulke vaste sterren, die zich aan het ongewapend oog als eene enkele ster vertoonen, terwijl het bij het gebruik van vergrootende werktuigen blijkt, dat zij uit 2 of meer sterren bestaan. Men heeft er bij duizenden, en de onderlinge afstand dier vereenigde sterren is zeer verschillend.
Toen de oudere Herschel met zijn krachtigen telescoop die sterren aan den hemel ontdekte, waande hij, dat ze niet bij, maar achter elkaar en dan op grooten afstand van elkander waren geplaatst, zoodat hij daarvan gebruik dacht te maken, om haren afstand van de aarde te bepalen (zie Parallaxis). Weldra echter ontwaarde hij zulk eene menigte van die sterren, dat de waarschijnlijkheid de overhand behield, dat de meeste inderdaad nabij elkander gelegene sterrenparen vormden. Men heeft deze laatste physische en de achter elkaar geplaatste optische dubbelsterren genoemd. Het is gebleken, dat sommige van die sterren — namelijk van de physische — zich om elkander of om een gemeenschappelijk zwaartepunt bewegen. Er is eene bekend met een omloopstijd van 31 (£ in Hercules) en eene andere met een omloopstijd van 1200 (y in de Leeuw) jaar. Bij eene, wier parallaxis en alzoo wier afstand van de aarde bekend is, heeft men zelfs uit den omloopstijd, in verband met den onderlingen afstand der zamenstellende sterren, de geheele massa van deze berekend.
Herschel heeft van 1778 tot aan zijn dood meer dan 500 dubbelsterren waargenomen, wier sterren minder dan 32" van elkander verwijderd zijn, en hij verdeelde ze in 4 klassen naar gelang die afstand minder dan 4", tusschen 4 en 8", tusschen 8 en 16", en tusschen 16 en 32" bedroeg. Struwe te Dorpat leverde in 1820 eene lijst van 441, en in 1827 eene van 3112 dubbelsterren. Hierbij kwamen nog 4 nieuwe dubbelsterren, 2 vijfvoudige, 9 viervoudige en 119 drievoudige sterren in zijn „Stellarum duplicum et multiplicum mensurae micrometricae (1837)”. Daarenboven vestigden Savary, Encke, South en vooral Herschel de Jongere en Mädler hunne aandacht op de dubbelsterren, waardoor het aantal van deze tot 6000 klom. Van de sterren der eerste drie grootten is ongeveer de zesde, en van die der eerste zes grootten de tiende, van die der zesde tot negende grootte de vijfentwintigste, en van de kleinere sterren de tweëenveertigste eene dubbelster. Hoewel ééne der sterren doorgaans kleiner is dan de andere — de centraalster geheeten — (zooals bij Rigel in Orion, bij de Poolster enz.), komt het toch ook vaak genoeg voor, dat de beide sterren even helder zijn.
Doorgaans bezitten zulke verbondene sterren dezelfde kleur, — vele hebben eene verschillende tint van dezelfde kleur, doch bij het vijfde deel hebben de zamenstellende sterren verschillende kleuren. Vaak ontmoet men daarbij aanvullingskleuren, zooals lichtgeel met blaauw, — geel of rood met blaauw; groen en blaauw zijn zeldzaam. Na eene 20-jarige waarneming verkondigde Herschel in 1803, dat de eigenlijke dubbelsterren niets anders zijn dan sterrenstelsels, die zich naar de wetten, welke ook in ons zonnestelsel heerschen, in elliptische banen om een gemeenschappelijk zwaartepunt bewegen. Gaat het verlengde omloopsvlak door onze aarde, dan bedekken de 2 sterren elkander nu en dan, zoodat wij ze niet als dubbelsterren kunnen waarnemen. Vandaar dat men gedurig nieuwe dubbelsterren ontdekt, en dat vroeger ontdekte dubbelsterren zich wel eens niet langer als zoodanig aan het oog vertoonen. Bijvoorbeeld de ster £ in Hercules, in 1781 door Herschel als dubbelster gezien, vertoonde zich in 1802 als eene enkelvoudige ster, en werd eerst in 1826 weder door Struve als dubbelster waargenomen. Waar de sterren digt bij elkander staan, verschaffen de dubbelsterren een uitstekend middel, om het vermogen der kijkers te beproeven.
