Muuttuva tähti on tähti, jonka kirkkaus vaihtelee katsojan näkökulmasta maan päällä. Joidenkin muuttuvien tähtien vaihtelut ovat niin hienovaraisia, että ne voidaan tunnistaa vain kehittyneen spektroskopian avulla, kun taas toiset vaihtelevat niin paljon, että ne voidaan nähdä paljaalla silmällä tai perusteleskoopilla. Muuttuvat tähdet kiinnostavat valtavasti tähtitieteilijöitä, sekä ammattilaisia että amatöörejä, ja lisää tunnistetaan jatkuvasti.
Historiallisesti ihmiset pitivät tähtiä kiinteinä ja muuttumattomina. Tämä teoria kiistettiin, kun ihmiset alkoivat tarkkailla novaita, tajuamalla, että taivaiden sisältö todella muuttui ajan myötä. Tämän selittämiseksi kehitettiin useita teorioita, ja tähtitieteilijät alkoivat tunnistaa muuttuvia tähtiä. Aluksi kehitettiin hyvin vähän, ja niiden uskottiin olevan suhteellisen harvinaisia. Parempien havaintolaitteiden myötä tähtitieteilijät ymmärsivät, että vaihtelevia tähtiä oli itse asiassa melko paljon. Joitakin esimerkkejä tunnetuista muuttuvista tähdistä ovat Betelgeuse, Beta Lyrae, Eta Aquila ja Polaris.
Muuttuvia tähtiä on useita tyyppejä. Ne on karkeasti jaettu kahteen pääryhmään: luontaiset ja ulkoiset muuttuvat tähdet. Luonnollisten muuttuvien tähtien kirkkaus vaihtelee tähden sisäisten prosessien vuoksi. Tähdet vaihtelevat melko paljon elämänsä alussa ja lopussa tähtien sisällä ja ympärillä tapahtuvien prosessien sarjassa. Ulkoiset muuttuvat tähdet vaihtelevat tähden ulkopuolisten tekijöiden vuoksi.
Jos kyseessä on ulkoinen muuttuva tähti, tähden kirkkaus voi vaihdella toisen tähden ajoittain tapahtuvan okkuloinnin vuoksi, mikä tarkoittaa, että toinen tähti ylittää tiensä ja pimittää sen väliaikaisesti. Tähtien kirkkaus voi myös vaihdella pyöriessään, jos niiden pinnalla on tummia alueita. Molemmilla tämän tyyppisillä muuttuvilla tähdillä on hyvin säännöllinen jakso, mikä helpottaa kasvun ja kirkkauden heikkenemisen seuraamista.
Luontaiset muuttuvat tähdet on jaettu kataklysmisiin, sykkiviin, purkautuviin ja röntgensäteilyn muuttuviin tähtiin. Nämä tähdet käyvät läpi prosesseja, kuten kemiallisia muutoksia, jotka aiheuttavat vaihtelua kirkkaudessa, kun tähti turpoaa ja supistuu, säteilee energiaa ja niin edelleen. Novaat ovat erityisen merkittävä esimerkki katastrofaalisesti muuttuvasta tähdestä, jonka kirkkaus on niin voimakas, että suurimpien novaiden tapauksessa tähti voi sytyttää taivaan.
Amatööri -tähtitieteilijät, jotka ovat kiinnostuneita muuttuvista tähdistä, voivat itse osallistua tällaisten tähtien tieteelliseen tutkimukseen. Amatöörihavaintojärjestöt keräävät tietoja takapihan tähtitieteilijöiltä ympäri maailmaa ja toimittavat nämä tiedot tähtitieteilijöille. Ajoittain amatööri -tähtitieteilijä tunnistaa jopa muuttuvan tähden tai havaitsee muutoksia muuttuvassa tähdessä ennen kuin ammattitieteilijät huomaavat sen; suuren taivaankappaleiden ansiosta ammattimaisten tähtitieteilijöiden on mahdotonta seurata kaikkea aina.