三星系统类似于双星系统做着相对运动。稳定的三星系统构成，是由一个双星系统和一颗单恒星组成一对双星。其他的情况难以稳定存在。（见：三体问题）中学习题中出现的三颗恒星在一条直线上，两颗恒星围绕中间的恒星运动；抑或是三颗恒星组成一个三角形，以等边三角形的几何中心以相同的角速度转动，属于理想情况，现实中由于很难找到质量相等的星，加之存在扰动，这种系统也是难以稳定存在的。

被我们所熟知的北极星（是现指勾陈一）就是一个三星系统。

三星系统在宇宙中有很多，形成的年代也不同，因此对于三星系统的研究，和对双星系统的研究一样对银河系及宇宙的演化有着重要的意义。

距离太阳系最近的恒星系统，半人马座α星（南门二）就是一个三星系统，主星为黄矮星半人马座α星A和橙矮星半人马座α星B组成的双星，伴星为较远的红矮星：半人马座α星C，又名比邻星。A和B是物理上的双星，轨道离心率极高，使它们接近时有11 AU而遥远时可达36 AU。比邻星离它们很远（大约15,000 AU），相比于A和B之间的距离。虽然这种距离相对于其他星际距离仍然较小，但是比邻星是否真的以引力吸住A和B则颇具争议。