Estrella múltiple, grupo de más de dos estrellas unidas entre sí por gravitación mutua de modo que cada una se mueve en una órbita alrededor de la otra. Los sistemas de estrellas múltiples de tres o cuatro estrellas parecen ser tan comunes como los sistemas binarios de estrellas, que son los pares de estrellas forzados a girar uno alrededor del otro por gravitación. Los astrónomos estiman que más o menos la mitad de todas las estrellas del cielo pertenecen bien a un sistema binario, bien a uno múltiple.
Los astrónomos utilizan las mismas técnicas para estudiar sistemas múltiples que para estudiar sistemas binarios. Utilizan la espectroscopia para analizar la luz emitida por las estrellas y determinar la composición química, los movimientos y la relación física entre las estrellas; la fotometría para estudiar los eclipses que ocurren cuando un sistema de estrellas pasa por delante de otro, y los detectores de rayos X y los radiotelescopios para estudiar las ráfagas de radiación emitidas por las estrellas que intercambian materia.
Las estrellas múltiples más comunes son las triples, que normalmente consisten en un par de estrellas que se mueven en órbita una en torno a la otra a una distancia corta, y una tercera estrella que orbita al sistema binario a una distancia relativamente mayor. El sistema binario actúa, desde el punto de vista gravitacional, como una sola masa sobre la distante compañera, que está demasiado lejos para ejercer fuerza gravitatoria suficiente para alterar los estables movimientos del par interno. La proporción de sistemas binarios que pueden estar orbitados por una tercera compañera puede llegar a ser del 25%. La estrella Alpha Crucis o Acrux, en la constelación Cruz del Sur, es un ejemplo de estrella triple.
Los sistemas cuádruples constituidos por dos sistemas binarios que giran uno alrededor del otro a distancias relativamente grandes también parecen ser bastante comunes, aunque menos numerosos que los sistemas triples. El sistema Epsilon Lyrae, en la constelación Lira, es un buen ejemplo de sistema cuádruple. Sus estrellas, como las de la mayoría de los sistemas múltiples, se mueven en un plano. Los astrónomos especulan que las únicas configuraciones estables para ese tipo de sistemas son aquéllas en que todas las estrellas se mueven en un único plano, como ocurre en Epsilon Lyrae, aunque este hecho no ha sido probado de manera concluyente.
Los sistemas de más de cuatro estrellas parecen ser mucho menos comunes que los sistemas de cuatro. Uno de los más famosos y complicados sistemas de estrellas múltiples es Cástor, la estrella más brillante de la constelación Géminis. En Cástor, seis estrellas se mueven en órbita en torno a un centro de masas común; dos sistemas binarios forman un sistema cuádruple, y un tercer par de estrellas enanas rojas frías se mueve en torno al sistema cuádruple interior, pero a mucha más distancia. Los sistemas complejos como Cástor sólo constituyen el 0,1 del 1% de estrellas múltiples conocidas.
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