Çift yıldız, birbirinin merkezi kütlelerinin yörüngesinde dönen iki yıldızdan oluşan bir yıldız sistemidir. Her iki yıldız için de; diğer yıldız eşlik eden yıldızdır. Son araştırmalar, yıldızların büyük bir çoğunluğunun iki ya da daha fazla yıldızdan oluştuğunu göstermektedir. Çift yıldız ya da çoklu yıldız sistemleri astrofizik için oldukça önemlidir; çünkü yörüngelerinin incelenmesiyle kütleleri öğrenilebilir. Bir çok tek yıldızın da kütleleri, çift yıldızların incelenmesiyle tahmin edilmektedir.

Çift yıldız, birbirine oldukça yakın iki yıldızdan farklıdır; Dünya'dan baktığımızda birbirlerine çok yakın gözükebilirler; ancak birbirlerine yerçekimi ile bağlı değillerdir.Çift yıldızlar ise sadece optik olarak ya da spektroskopi gibi endirek teknikler uygulanarak keşfedilebilirler. Eğer ki; çift yıldız belli bir çizgi halinde birbirlerinden uzaklaşıyorsa; birbirlerini kapatırlar; ve bu güneş ve ay tutulmalarına benzer.

Çift yıldız sistemleri kütlelerini değiştirebilirler; bu da tek yıldızların evrimle ulaşamayacağı bir basamaktır. Örnek çift yıldızlar arasında; Algol, Sirius ve Cygnus X-1'dir.