O céu está repleto de estrelas, com grandes diferenças de brilho. Algumas estrelas brilham intensamente, enquanto outras são apenas vagamente visíveis. O que determina o brilho das estrelas? A luminosidade das estrelas, tal como é vista a olho nu, é chamada de brilho. O brilho das estrelas está relacionado com a energia que irradiam e com a sua distância. A energia total irradiada pelas estrelas por unidade de tempo é a sua intensidade luminosa, também chamada de luminosidade. Esta é proporcional à área da superfície da estrela e ao quadrado da sua temperatura. A luminosidade das estrelas varia enormemente. Sabe-se que a estrela mais luminosa tem uma luminosidade um milhão de vezes superior à do Sol, enquanto a menos luminosa tem apenas um vigésimo de milésimo da luminosidade do Sol. Na astronomia, as estrelas com baixa luminosidade são chamadas de anãs, as com alta luminosidade são chamadas de gigantes e as com luminosidade extremamente alta são chamadas de supergigantes.
O brilho das estrelas não está apenas relacionado com a energia que irradiam, mas também com o quadrado da distância entre a estrela e o observador. Por conseguinte, a distância da estrela tem um impacto maior no seu brilho. Por exemplo, a estrela Alpha Cygnus (chamada de Tianqin Si na China antiga), localizada a mais de 1740 anos-luz de distância, é uma estrela supergigante azul com uma luminosidade 85 000 vezes superior à do Sol, enquanto a estrela Proxima Centauri, a estrela mais próxima do Sol (a 4,22 anos-luz), é uma estrela anã vermelha com uma luminosidade inferior a um vigésimo de milésimo da do Sol. Em comparação, a luminosidade difere cerca de mil milhões de vezes! No entanto, a distância entre as duas estrelas é quase 400 vezes maior, pelo que, vista da Terra, a sua luminosidade difere apenas cerca de 10 000 vezes.
Para comparar a capacidade de emissão de luz real das estrelas, os astrónomos utilizam a magnitude absoluta para indicar a luminosidade das estrelas. Isto significa que as diferentes estrelas são comparadas quando se encontram à mesma distância. Tal como nos corredores de velocidade, todos devem estar na mesma linha de partida. Esta "linha de partida" das estrelas é definida a uma distância de 10 parsecs (32,6 anos-luz) do observador. A luminosidade observada a esta distância é expressa em magnitude absoluta. A magnitude aparente das estrelas, que vemos da Terra, é chamada de magnitude aparente. Parafraseando o ditado "Não se deve julgar um livro pela capa", no caso das estrelas, isto significa "Não se deve julgar uma estrela pela sua aparência". Uma estrela que parece brilhante (com um valor de magnitude baixo) não significa necessariamente que emita muita luz; apenas que o seu valor de magnitude absoluta é baixo, o que significa que emite realmente muita luz.