Contrairement au Soleil, la majorité des étoiles de notre galaxie vivent en couple au sein de systèmes binaires.

Les observations menées par des missions comme Gaia de l'Agence spatiale européenne confirment que la multiplicité stellaire est la norme dans la Voie lactée. Environ 85 % des étoiles massives de type O et B font partie de systèmes multiples, tandis que ce chiffre est d'environ 50 % pour les étoiles de type G comme notre Soleil. Ces systèmes se forment par fragmentation turbulente lors de l'effondrement gravitationnel d'un nuage moléculaire géant, un processus étudié en détail par des astrophysiciens comme Richard Larson dès les années 1970.Les étoiles binaires orbitent autour d'un centre de masse commun appelé barycentre. La distance entre les deux astres peut varier de quelques millions de kilomètres à plusieurs unités astronomiques. Les astronomes utilisent les lois de Kepler sur ces orbites pour calculer avec précision la masse des étoiles, une donnée autrement difficile à obtenir. Sans ces systèmes, notre compréhension de l'évolution stellaire serait lacunaire.L'existence de planètes circumbinaires, qui orbitent autour de deux étoiles à la fois, a été prouvée par le télescope spatial Kepler de la NASA. La première découverte marquante fut Kepler-16b en 2011, une planète rappelant la célèbre Tatooine de Star Wars. Ces mondes subissent des variations d'ensoleillement drastiques selon la position relative des deux étoiles. Cela démontre que notre système solaire, avec son étoile unique et ses orbites stables, est une configuration relativement rare dans l'univers.