A luminosidade é a quantidade total de energia que uma estrela irradia por unidade de tempo. É uma propriedade intrínseca, independente da distância. A luminosidade do Sol é de cerca de 3,8 vezes 10 elevado à potência de 26 watts. Esta é a unidade padrão utilizada pelos astrónomos, chamada luminosidade solar.

A luminosidade depende do tamanho e da temperatura de uma estrela. Uma estrela grande e quente é muito mais luminosa do que uma pequena e fria. A relação é aproximadamente proporcional ao quadrado do raio multiplicado pela quarta potência da temperatura. É por isso que uma supergigante vermelha como Betelgeuse, que é fria, mas enorme, brilha milhões de vezes mais do que uma anã branca quente.

Luminosidade não é o mesmo que brilho. O brilho é a quantidade de luz que chega até nós e depende da distância. Uma estrela luminosa distante pode parecer fraca. Uma estrela fraca próxima pode parecer brilhante. Os astrónomos usam a lei do inverso do quadrado para converter entre os dois. Duplicando a distância, o brilho aparente diminui por um factor de quatro.

Medir a luminosidade é essencial para compreendermos as estrelas. Diz-nos a velocidade com que queimam combustível, quanto tempo viverão e como morrerão. É também a chave para a escala das distâncias cósmicas, pois, se conhecermos a luminosidade real de uma estrela, podemos calcular a sua distância.