互いに重力を及ぼし合う、複数の恒星からなる力学系のこと。連星、星団、銀河などさまざまな規模のものが該当し、主として、天体力学的観点から天体をとらえる場合に用いる語である。太陽系とは異なり、ほぼ同質量の相当数の天体からなるため、二体問題の解から摂動で解くことができない。このため、平均分布が作る平均場中をテスト粒子が運動するとして解くことが多かった。近年では、N体計算能力が高まったため、コンピュータによる数値計算によって研究が進んでいる。
なお、時として、太陽以外の恒星とその周囲を巡る惑星をまとめて呼ぶときに、太陽系に対応する普通名詞として恒星系と呼ぶことがあるが、複数の惑星からなる力学系という意味で、こちらは惑星系と呼ぶ場合も多い。