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La classification des systèmes binaires est basée sur la méthode employée pour les détecter.
Les étoiles binaires visuelles sont celles que l'on peut identifier comme étant séparées à l'œil nu ou à l'aide d'un télescope. L'étoile principale et le compagnon sont visibles.
Les étoiles binaires astrométriques sont celles dont le compagnon est invisible au télescope. La trajectoire sinueuse de l'étoile principale permet cependant de la détecter.
Les étoiles binaires spectroscopiques sont détectées grâce au décalage Doppler des raies de leur spectre. Les raies de l'étoile se décalent vers le rouge lorsqu'elle s'éloigne et vers le bleu lorsqu'elle se rapproche, montrant ainsi qu'elle est en orbite autour d'une autre étoile que l'on ne voit pas.