恒星的数量和亮度
在统计学上有很大意义的是恒星的光度与其恒星的亮度之间的关系频率的发生。肉眼可见的恒星本质上几乎都比恒星亮太阳但对于距离太阳20光年以内的已知恒星来说，情况正好相反。明亮的星星在很远的地方都很容易看到;微弱的光只有在它们很近的时候才能被探测到。
的光度函数(具有特定光度的恒星数量)取决于星系类型。纯的光度函数人口二世与纯的有很大的不同人口我．在绝对星等+0.6附近有一个小峰值，对应于星族II的水平分支，没有恒星的亮度达到绝对星等−5。纯种群I的光度函数从开星得到最好的评价集群，这样一个星团中的恒星距离大致相同。太阳附近的星体包括第一群和第二群。
质光关系
一个质量与测热光度的关系图，用于视觉双星，很好视差和质量的数据表明，对于质量与太阳相当的恒星，l，变化为权力质量的3 + β米．这种关系可以表示为l= (米）3 +β．相对较暗或较亮的恒星，其能量是不同的。
这种质量光度相关性只适用于未进化的主序星。它失败了巨人而且超巨星和亚巨型(调光器)组件黯然失色双星，它们都在它们的生命周期中发生了相当大的变化。它不适用于a中的任何恒星球状星团不是在主序列上，还是到白矮星相对于它们的质量来说是异常微弱的。
质量-光度相关性，在20世纪早期由英国天文学家从理论上预测Arthur Eddington，是一种普遍的关系，适用于内部本质相同的所有恒星密度以及温度分布。，for what are termed the same stellar models.
变星
许多恒星是可变的。有些是几何变量，如前面提到的食双星。其他的本质上是可变的。，他们的总数能源输出波动随着时间的推移。这样的内变星都将在本节讨论。
相当数量的恒星本质上是可变的。这种类型的天体有些是偶然发现的，但许多是经过精心计划的搜索发现的。变星在天文学有几个原因。它们通常出现在恒星进化的关键阶段或短暂阶段，对它们的详细研究光光谱特征、空间分布以及与其他类型恒星的联系可能为不同类型恒星的生命历史提供有价值的线索。某些类型的变星，比如造父变星(周期变量)和诺瓦斯而且超新星(爆炸性变量)是非常重要的，因为它们使建立遥远的恒星系统的距离成为可能星系．如果内在一个可识别变量的光度是已知的，这种变星是否可以在一个遥远的恒星系统中找到，后者的距离可以从视和绝对的测量中估计出来大小，前提是星际吸收也已知。
分类
变量通常被归类为行为类似于原型然后整个类都以这颗星命名，例如，天琴座RR星是那些变异性遵循天琴座RR星模式的恒星。最重要的内在变星类别如下:
(1)脉动变星——其光和颜色的变化被认为主要是由恒星脉动引起的。这些恒星包括大犬星座贝塔星、天琴座RR星和天蝎座Delta星，它们的周期都不超过一天;造父变星，周期在1至100天之间;还有长周期变量，半规则变量和不规则红色变量，通常不稳定周期为数百天。
(2)爆炸性或灾难性变星:这种变星的变化是由恒星的一部分(通常是外层)在某种爆炸过程中被撕裂而产生的。他们包括SS Cygni或U Geminorum恒星、新星和超新星(最后一种是涉及恒星大部分物质的巨大爆炸[见下文进化的后期阶段])。
(3)杂项和特殊类型的变星- r型北冕星，金牛座T星，恒星耀斑，脉冲星（中子星)、频谱和磁变量、x射线变星和无线电变星。