Un sistem stelar sau un sistem stelar este un număr mic de stele care orbitează una în jurul celeilalte, legate prin atracție gravitațională. Un număr mare de stele legate prin gravitație se numește, în general, roi stelar, dar, în linii mari, acestea sunt, de asemenea, sisteme stelare. Sistemele stelare nu trebuie confundate cu sistemele planetare, care includ planete și corpuri similare.

Un sistem stelar format din două stele este cunoscut sub numele de stea binară, sistem stelar binar sau stea dublă fizică. Dacă nu există efecte de maree, nu există perturbații cauzate de alte forțe și nu există transfer de masă de la o stea la cealaltă, un astfel de sistem este stabil. Ambele stele vor orbita în jurul centrului de masă al sistemului pe o perioadă nedeterminată. Exemple de sisteme binare sunt Sirius, Procyon și Cygnus X-1, ultimul dintre acestea fiind probabil format dintr-o stea și o gaură neagră.