Możliwe jest istnienie układów gwiazdowych składających się z więcej niż dwóch członków. Ich gwiazdy są ze sobą związane grawitacyjnie i mogą, ale nie muszą, znajdować się blisko siebie.
Niedawno odkryty układ podwójny (pięć gwiazd) znany jest jako 1SWASP J093010.78+533859.5. Układ ma dwa zestawy gwiazd podwójnych, jeden z nich z małą trzecią gwiazdą. Te dwa układy są od siebie bardzo oddalone, bardziej niż orbita Plutona jest oddalona od Słońca. Gwiazdy binarne są blisko siebie, a jedna z nich styka się z innymi gwiazdami, a ich zewnętrzne zjonizowane gazy mieszają się. Taka sytuacja nazywana jest kontaktowym układem podwójnym. Na podstawie zebranych danych autorzy są dość pewni, że oba układy podwójne (i prawdopodobnie wszystkie pięć gwiazd) są związane grawitacyjnie w jeden system. Kąty inklinacji (kąt pomiędzy dwoma płaszczyznami orbit) obu układów podwójnych (88,2(3) i 86(4) stopni). Sugeruje to, że pierwotnie uformowały się one w wyniku rozpadu (~9-10 miliardów lat temu) z jednego dysku protogwiazdowego. Potem pozostały w tej samej płaszczyźnie orbitalnej.
Większość układów wielokrotnych gwiazd to gwiazdy potrójne. Układy z czterema lub więcej składnikami są mniej prawdopodobne.
Układy wielokrotne gwiazd są mniejsze niż gromady otwarte gwiazd, które mają bardziej złożoną dynamikę i zwykle mają od 100 do 1000 gwiazd. Większość znanych układów wielokrotnych gwiazd to układy potrójne. Na przykład, w zrewidowanym w 1999 r. katalogu fizycznych gwiazd wielokrotnych Tokovinina, 551 z 728 opisanych układów jest potrójnych.
Układy wielokrotne gwiazd można podzielić na dwa główne typy: układy stabilne lub układy o zachowaniu chaotycznym. Układy chaotyczne to zazwyczaj młode gwiazdy w układach jeszcze nie zaburzonych przez chaos.
