恒星在空間相對於太陽的運動稱為恒星的空間運動。這個運動由兩個相互垂直的分量組成——切向速度恒星在不斷運動，運動的方向和速度都不壹樣。我們可以用矢量分解法把恒星相對於太陽系的速度分解成兩個分量的速度:壹個是沿著觀測者的視線，無法直接觀測到，需要用另壹種方法測量。另壹個分速度是垂直於觀測者視線的切向速度(或稱恒星自行)，由於恒星非常遙遠，壹般不容易用肉眼探測到；但是，如果我們精確地、長時間地觀測壹顆恒星相對於背景星的位置變化，就可以得到它的切向速度和方向。北鬥七星654.38+萬年前和654.38+萬年後的形狀變化，是這七顆恒星不同切向速度方向和大小長期積累的結果。太陽附近恒星的空間速度約為50 km/s，實際上太陽也在空間運動。太陽朝向比鄰星的空間運動速度約為19.7 km/s，運動方向指向大熊座中的壹點——子午點(見太陽運動)。恒星的速度和太陽的速度之差稱為恒星的初速度。
恒星的自運動和切向速度恒星在單位時間內在天球的切平面上運行的距離稱為自運動，單位為角秒/年。自動是扣除歲差和章動後的赤經年變(赤經年變)和赤緯年變(赤緯年變)。已經探測到20多萬顆恒星，其中最大的是蛇夫座的巴納德星，它的自運動每年達到10和31。如果已知恒星的距離，就可以自己求出恒星垂直於視線的線速度——恒星的切向速度。雖然恒星的自身運動很容易獲得，但距離卻很難確定。所以恒星的切向速度很難精確，只有少數近距離的恒星才有精確的數據。
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