造父变星是会脉动的恒星。它们的亮度会以规律的周期性变化，周期长短与恒星的固有光度密切相关。周期长的造父变星比周期短的造父变星更亮。这一关系由亨丽埃塔·斯旺·勒维特于1912年发现，使造父变星成为宇宙尺度的标尺。

原理如下：天文学家通过测量造父变星的光变曲线来测定其周期。周期决定了恒星的真实亮度。将真实亮度与视亮度进行比较，即可得出距离。这种方法适用于数百万光年的距离，这也是为什么造父变星对于埃德温·哈勃发现宇宙正在膨胀至关重要的原因。

造父变星是年轻的大质量恒星，通常是黄色超巨星。它们会脉动，是因为其外层对透明度的变化很不稳定。当恒星收缩时，外层变得更加不透明，吸收热量并向外推挤恒星。当恒星膨胀时，外层变得不那么不透明，恒星再次收缩。这个循环以时钟般的规律重复进行。

它们并非完美的距离指示器。尘埃会使它们变暗，拥挤的天体也会干扰测量。但它们仍然是宇宙距离测量中最可靠的指标之一。