La misura della distanza di una stella non è certamente impresa agevole: basti pensare che la luce della stella a noi più vicina, la Proxima Centauri, impiega 4,3 anni per raggiungere la Terra. Ciò nonostante la misura delle distanze delle stelle più vicine si esegue utilizzando un metodo trigonometrico analogo a quello che viene usato sulla Terra per misurare la distanza di un punto inaccessibile: in entrambi i casi ciò che si misura è l'angolo al vertice di un triangolo di base nota. L'astronomo procede esattamente allo stesso modo, solo che al crescere della distanza dell'oggetto che si vuole misurare deve crescere anche la base del triangolo, affinché l'angolo non diventi troppo piccolo. Anche se la precisione delle misure permette di misurare angoli fino a un centesimo di secondo d'arco si ha pur sempre bisogno di una base adeguata.

Per misurare la distanza della Luna basta scegliere due località sufficientemente distanti sul globo terrestre; per misurare le distanze stellari l'intero diametro terrestre è una base ancora troppo piccola. Si ricorre allora allo sfruttamento del moto di rivoluzione della Terra intorno al Sole: se le osservazioni di una stella sono compiute a sei mesi di intervallo tra loro, la base del nostro triangolo diventa il diametro dell'orbita terrestre. Pur non essendo in grado di soddisfare completamente le esigenze degli astronomi, esso, con i suoi 300 milioni di chilometri, costituisce una base sufficiente almeno per misurare la distanza o meglio la parallasse trigonometrica di un discreto campionario di stelle.

Si tratta ora di scegliere un'unità di misura più adeguata del chilometro per scandagliare lo spazio. L'unità astronomica, abbreviata in UA, corrispondente alla distanza media tra il Sole e la Terra (l UA = 1,49 .108 km), si presta alla misura dei corpi del sistema solare, ma diventa anch'essa inadeguata quando ci si addentra negli spazi interstellari. Gli astronomi hanno introdotto una nuova unità, il parsec, abbreviazione di parallasse secondo; il parsec è la distanza che deve avere un oggetto affinché il triangolo di base uguale alla distanza media fra la Terra e il Sole abbia un angolo al vertice di un secondo di arco. Un parsec equivale a 3,086 .1013 km o a 3,26 anni luce.

L'anno luce (al) è la distanza che la luce percorre in un anno. Sapendo che la velocità con cui si sposta la luce è , l'anno luce è pari a tale valore moltiplicato per il numero di secondi di un anno cioè a . Del parsec, il cui simbolo è pc, si usano anche i multipli, il chiloparsec, kpc, e il megaparsec, Mpc. L'anno luce viene comunemente usato in campo divulgativo, mentre di regola gli astronomi preferiscono utilizzare il parsec.

Evidentemente, distanze dell'ordine del Kpc o superiori non possono essere misurate con il metodo precedente della parallasse trigonometrica. Si deve allora ricorrere ad altri metodi indiretti che si basano essenzialmente sulle caratteristiche comuni delle stelle che hanno spettri analoghi.