На помощь астрономам приходит Луна. Она медленно движется на фоне звёзд, по очереди «перекрывая» идущий от них свет. Хотя угловой размер звезды чрезвычайно мал, Луна заслоняет её не сразу, а за время в несколько сотых или тысячных долей секунд. По продолжительности процесса уменьшения яркости звезды при покрытии её Луной определяют угловой размер звезды. А зная расстояние до звезды, из углового размера легко получить её истинные (линейные) размеры.

Но лишь небольшая часть звёзд на небе расположена так удачно для земных наблюдателей, что может покрываться Луной.

Поэтому обычно используются другие методы оценки звёздных размеров. Угловой диаметр ярких и не очень далёких светил может быть непосредственно измерен специальным прибором – оптическим интерферометром. Правда, такие измерения довольно трудоёмки. Используя самую современную технику астрономических наблюдений, удалось в настоящее время непосредственно измерить угловые диаметры лишь небольшого количества звёзд. В большинстве случаев радиус звезды (R) определяют теоретически, исходя из оценок её полной светимости (L) во всём оптическом диапазоне и температуры (T).

В соответствии с законом излучения нагретых тел (закон Стефана-Больцмана) светимость звезды пропорциональна величине R²T⁴. Для шара S = 4πR², где R – радиус. Поэтому выражение для светимости звезды можно записать следущим образом: 4πR²σT⁴, где σ – коэффициент пропорциональности, называемый постоянной Стефана-Больцмана. Он определен опытным путем и равен 5,67.10^-8Вт/(M².K⁴).

Отношение светимостей звезды и Солнца будет равно:

Приняв, что R• = 1 и L• = 1, получаем выражение для вычисления радиуса звезды (в радиусах Солнца).

Радиус Солнца R• = 7.108м, или около 700 000 км; T• = 6000 К).

Измерения показали, что самые маленькие звёзды, наблюдаемые в оптических лучах, - так называемые белые карлики – имеют в диаметре несколько тысяч километров. Размеры же наиболее крупных красных сверхгигантов – таковы, что если бы можно было поместить подобную звезду на место Солнца, большая часть планет Солнечной системы оказалась бы внутри неё.