Зірка представляє з себе скупчення розпечених газів, зазвичай водню і гелію, яке випромінює світло і тепло завдяки ядерним і термоядерним реакціям. Найбільш близька до нас зірка Сонце, найближча до нашої сонячної системи зірка знаходиться на відстані 4.5 світлових роки (відстань, яка проходить світло за 1 рік) від Землі. За земними мірками це величезна цифра.
Людство вивчало зірки з найдавніших часів. Результати досліджень використовувалися для навігації моряків і визначення часу. До останнього часу основним інструментом астрономів були найпростіші телескопи, які дозволяли стежити за зірками. У наші дні у вивченні зірок, крім звичайних оптичних телескопів, використовуються радіотелескопи, які реєструють не видиме світло зірки, а електромагнітне випромінювання. Радіотелескоп дозволяє досліджувати зірки, що знаходяться на відстані набагато більше, ніж межа досяжності оптичних телескопів.
Окремо варто відзначити орбітальний телескоп "Хаббл", який дозволяв вести спостереження, яким не заважала атмосфера Землі і несприятливі погодні умови.
Крім оптичних і радіотелескопів астрономи використовують для розгляду зірок спеціальну фототехніку, яка фотографує великі ділянки зоряного неба з великими витримками. Велика витримка дозволяє випромінюванню від слабких зірок накопичуватися, що в подальшому робить їх видимими на знімках. Фотографії використовуються потім для пошуку нових зірок, які неможливо виявити іншими способами, оскільки їх випромінювання занадто слабке. Іншим дуже важливим способом вивчення зірок є спектральний аналіз. За допомогою спектрального аналізу вчені можуть визначити температуру на поверхні зірки, хімічний склад речовини зірки і характер її переміщень у всесвіті. Всі зірки розділені за спектральними класами, зірки одного класу мають один колір. Цей колір може змінюватися від червоного до блакитного. Від кольору спектра залежить температура зірки: найбільш гарячі зірки блакитні, температура їх поверхні починається від 25000 градусів, червоні зірки найхолодніші, їх температура зазвичай не перевищує 1600 градусів. Визначити наявність того чи іншого хімічного елемента в зірці можна порівнявши спектр елемента з частинами спектра зірки. Гелій і водень, елементи, з яких складаються зірки, зустрічаються і на Землі.