רוב הכוכבים בגלקסיית שביל החלב, וכפי הנראה בעולם כולו, אינם חיים בגפם, אלא בשכנות קרובה מאוד לכוכב שני. זוג של כוכבים הקשורים זה לזה בכוח הכבידה ונעים במסלול סגור זה סביב זה, מכונה כוכב כפול. העובדה שהשמים זרועים בעיקר מערכות של כוכבים כפולים, ולא כוכבים בודדים התחילה להתגלות באקראי לפני כשלוש מאות שנה, הזוגיות מתגלה בתצפית בכמה דרכים. במקרים רבים אפשר למדוד בכוכב כפול פרמטרים יסודיים של המערכת הבינארית, כגון המרחק בין בני הזוג ומהירות תנועתם במסלוליהם, וכן פרמטרים של הכוכבים המרכיבים אותה, כגון המסות או הרדיוסים שלהם.
ההימצאות הקרובה של שני כוכבים זה בצד זה במערכת בינארית הינה גורם יסוד חשוב הקובע במידה רבה את אופן התפתחותם, את מהלך חייהם ואף את אופן מותם. תופעות אסטרונומיות רבות, מן המרהיבות והמרשימות ביותר הנצפות בגלקסיה, ניתנות להסבר על בסיס האינטראקציה הקיימת בין שני כוכבים, בני זוג במערכת בינארית.