В телескоп видно, что многие звезды не одинарные, как кажется, когда смотришь невооруженным глазом, а имеют одного или нескольких соседей. В действительности они не всегда связаны между собой, а просто расположены на одной линии от нас. Такие звезды называются оптически двойными. В большинстве случаев звезды связаны силой притяжения и вращаются вокруг друг друга; время обращения зависит от расстояния между ними. Пара звезд, связанных таким образом, называется двойной звездой; иногда целые семейства из трех или более звезд могут быть взаимосвязаны сой тяготения, образуя кратные звезды.

Видимое расстояние между звездами в двойной звее измеряется в секундах дуги. Минута дуги (') содеит 60 секунд ("), 60 минут дуги составляют градус; таким образом, одна секунда дуги составляет 1/3600 градуса. Видимый диаметр Луны составляет около 30 минут дуги или 0,5 градуса.

Двойные звезды с наиболее удаленными компонеами (в несколько секунд дуги и более) можно увидеть в небольшие телескопы и даже бинокли, но чем ближе друг к другу компоненты двойной звезды, тем больше должна быть апертура телескопа. Стабильность состоия атмосферы, называемая видимостью, также влияет на возможность различить близкие двойные звезды. Нболее яркие примеры наблюдаемых двойных звезд описаны в тексте, сопровождающем каждую карту.

Спектроскопическая двойная звезда — это пара звезд, которые расположены слишком близко друг к другу и неразличимы в телескоп; существование втой звезды выявляется при анализе света с помощью спектроскопа.