Oggi le stelle binare sono classificate in quattro tipi a seconda di come possono essere osservate:

• BINARIA VISUALE: le binarie visuali possono essere rilevate attraverso la semplice osservazione strumentale (al telescopio o semplicemente ad occhio nudo). Le motivazioni sono varie: o i sistemi sono molto prossimi alla Terra quindi appaiono nitidi oppure i componenti del sistema giacciono su orbite considerevolmente ampie e distanziate l'una dall'altra quindi sono "ben separate".

• BINARIE SPETTROSCOPICHE: le binarie spettroscopiche si chiamano così perché la loro natura può essere rivelata attraverso l'utilizzo di uno spettroscopio. Esse si trovano in sistemi stellari con orbite strette, le componenti sono distinguibili attraverso l'analisi dell'effetto Doppler nelle righe spettrali. l'effetto Doppler in astronomia viene comunemente usato in molti problemi, esso ci permette di stimare la direzione del moto del corpo semplicemente osservando lo spostamento delle righe spettrali.

• BINARIE AD ECLISSI: le binarie ad eclissi, come suggerisce lo stesso nome, si eclissano regolarmente durante il loro moto orbitale; ciò determina una periodica variazione di luminosità nel sistema. Questi sistemi stellari sono abbastanza rari poiché il loro piano orbitale deve essere perfettamente parallelo alla linea di vista dalla Terra. Ciò appare intuitivo se immaginiamo di osservare due sfere che ruotano: dall'alto osserviamo soltanto due moti circolari mentre se le osserviamo di"taglio" notiamo che una transita davanti all'altra con periodo regolare (lo stesso meccanismo avviene nelle eclissi di Sole e di Luna). La prima stella binaria ad eclisse fu scoperta addirittura dagli astronomi arabi che individuarono nella stella di Algol (nome che significa occhio del diavolo) una tenue variazione di luminosità visibile ad occhio nudo. Questa variabilità fu spiegata soltanto nell'ultimo secolo quando si scoprì che in realtà la suddetta stella è costituita da un sistema rotante di due stelle distinte. Tutti i sistemi stellari che vengono classificati come "binaria ad eclisse" vengono studiati attraverso l'utilizzo di un metodo chiamato "Curva di Luce". La curva di luce è uno strumento molto usato in astronomia che mette in relazione la magnitudine assoluta di un sistema con il tempo, la curva di luce corrisponde a quella linea irregolare rappresentata in blu nel grafico qui sotto.

La luminosità della luce delle due componenti del sistema binario viene rappresentata in funzione del tempo in modo da poter mettere ben in evidenza le fasi dell'eclissi.

• BINARIE ASTRONOMICHE: le binarie astronomiche costituiscono i sistemi più difficili da studiare poiché soltanto una stella del sistema si rende visibile, la compagna non è direttamente osservabile poiché di solito o è molto più debole oppure l'effetto Doppler da essa prodotto non è misurabile. In questi sistemi si utilizzano procedimenti matematici legati alla legge di Keplero o alla definizione di centro di massa attraverso cui è possibile stimare la massa della stella invisibile mediante l'analisi della stella con massa superiore. Un esempio molto famoso di binarie astronomiche si trova nella costellazione del Cane Maggiore in cui intorno agli anni '40 è stata scoperta una piccola stella nota con il nome di Sirio B compagna della notissima stella Sirio che è la più luminosa di tutto il cielo.

Un'altra serie di categorie è basata sulla distanza tra due le due stelle:

Rappresentazione di una binaria distaccata.

• BINARIA DISTACCATA: dove le due stelle sono ben separate

• BINARIA SEMIDISTACCATA: dove una delle due stelle riempie il proprio lobo di Roche (regione di spazio attorno ad una stella che fa parte di un sistema binario, all'intero del quale il materiale orbitante è gravitazionalmente legato a questa stella) e può trasferire materie all'altra

• BINARIA A CONTATTO: dove entrambe riempiono il proprio lobo di Roche e si toccano l'un l'altra.