造父變星是會脈動的恆星。它們的亮度會以規律的週期性變化，週期長短與恆星的固有光度密切相關。週期長的造父變星比週期短的造父變星更亮。這段關係由亨麗埃塔·斯旺·勒維特於1912年發現，使造父變星成為宇宙尺度的標尺。

原理如下：天文學家透過測量造父變星的光變曲線來測定其週期。週期決定了恆星的真實亮度。將真實亮度與視亮度進行比較，即可得出距離。這種方法適用於數百萬光年的距離，這也是為什麼造父變星對於埃德溫·哈伯發現宇宙正在膨脹至關重要的原因。

造父變星是年輕的大質量恆星，通常是黃色超巨星。它們會脈動，是因為其外層對透明度的變化很不穩定。當恆星收縮時，外層變得更加不透明，吸收熱量並向外推擠恆星。當恆星膨脹時，外層變得不那麼不透明，恆星再次收縮。這個循環以時鐘般的規律重複進行。

它們並非完美的距離指示器。塵埃會使它們變暗，擁擠的天體也會幹擾測量。但它們仍然是宇宙距離測量中最可靠的指標之一。