1956年，一位天文爱好者在观测恒星时，发现鲸鱼座一颗3等星逐渐变暗，暗至肉眼已看不见了。过了一年，这颗星又重新出现，这种亮度会变化的星称为变星。
变星共分三大类。第一类是食变星，实际上是互相绕转的双星，当较暗的星转到前面挡住较亮的星时，我们就看到星变暗了；互不遮挡时，看上去就变亮了。这一类变星的亮度变化是两星交会引起的，恒星本身的物理状态没有变化，这类变星也称为食双星。
第二类称为脉动变星，它们的亮度周期性地发生变化。一般来说，光变周期长的变星亮度变化大，光变周期短的亮度变化小。如上面提到的鲸鱼座变星，光变周期为300多天，最亮和最暗时亮度要相差上千倍。造父变星也是脉动变星的一种，天文学家常用它来测定天体的距离。
第三类称为不规则变星，它们的亮度变化完全没有规律，或者规律不十分确定。新星和超新星也属于这一类变星。
现在已经知道变星是恒星演化到一定阶段的标志。一般说来，当恒星处于主序星阶段时比较稳定，当恒星演化到主序星阶段之前或之后都会出现不稳定性，它的亮度就会发生变化，成为变星。
随着观测技术的进展，已发现越来越多的恒星都有不同程度的变化。太阳是一颗主序星，它是比较稳定的，但是在太阳上仍有太阳黑子、耀斑等活动区存在。因此变星是普遍的，只是在大部分情况下，很难用肉眼发现它们的亮度变化罢了。