Учёные определяют расстояния до близких звёзд, измеряя параллакс: пока Земля обращается вокруг Солнца, близкая звезда заметно смещается относительно очень далёких звёзд фона (как смещается палец относительно окна, если на него смотреть то левым, то правым глазом). Так как расстояние от Земли до Солнца очень точно измерено, всё сводится к простой геометрической задаче — найти размеры треугольника по известной стороне и двум углам.
Этим способом русский учёный Василий Яковлевич Струве (урождённый Фридрих Георг Вильгельм Струве) в Пулковской обсерватории в 1837 году одним из первых определил расстояние до Веги, яркой голубоватой звезды, отлично наблюдаемой летом и осенью.
Спутник HIPPARCOS, используя такой же метод, с 1989 года определил и уточнил расстояния до миллиона звёзд.
Расстояния до далёких звёзд определяют приблизительно, используя статистические методы и выявленные закономерности. Например, переменные звёзды особого класса, цефеиды, имеют ярко выраженную корреляцию между периодом изменения блеска и своей максимальной яркостью. В других случаях используются самые яркие, обнаруженные в этом объекте, звёзды, так как существует довольно чёткий верхний предел яркости звёзд.
Если же «целевая» звезда ничем не примечательна, то по собственному движению или её спектру судят о том, к какому объекту она принадлежит (скоплению или галактике), а затем ищут в этом объекте другую звезду до которой легко определить расстояние.