恒星的運動包括兩個方向的分運動(如圖所示)，一個分運動是沿著我們的視線方向的，可以是對著我們而來或遠離我們而去，這個分運動叫做視向運動，視向運動的速度叫視向速度。另一個分運動則是和我們的視線方向垂直的，叫切向運動，切向運動的速度叫切向速度。
如果恒星僅有視向運動，這顆恒星在星空中的位置就不會變化。如果恒星還有切向運動，那麼，它在星空中的位置就會改變。
恒星的切向速度用它每年在天空中偏移的角度來表示，角度用角秒(″)來作單位。這樣表示的恒星切向速度就叫做恒星的自行。
由於恒星離我們都很遠，即使它們的切向速度很大，我們所能觀測到的自行也非常小。用肉眼能看到的恒星，每年的自行一般都小於01”，而它們離我們的距離都在4光年以上。蛇夫座裏有一顆10等星的自行最大，每年也隻移動10″。
恒星的自行如此之小，而它們之間又相隔很遠，這種自行當然很難看出來，這就相當於下麵這種情況：在離你2000千米遠的地方有一些蘋果，蘋果之間也相隔2000千米，蘋果都在動，運動最快的蘋果每小時在切向才移動厘米的距離。試問，你能看得出這些蘋果的運動嗎?
你可以自己做一個演算：月亮大約每24小時(一晝夜)相對地球轉過一周，它每秒的自行是多少?15”(即1°的1／240)。如果你盯住月亮看1秒，它在天空隻轉過15角秒，你能察覺這個自行嗎?顯然不能。如果看上1分鍾，它的自行便是15角分，即1°的1／4，這個自行用肉眼仍不易看出。但是，如果看上1小時，它的自行便有15°了。這麼大的自行，誰都看得出來了。
按照這個道理，恒星每年的自行雖小，但如果觀測的時間足夠長，例如：100年，幾百年，恒星的自行也會不斷積累起來，成為明顯可見的位置變化。
人的壽命有限，隻能依靠將所看到的恒星位置和前人記錄下來的位置進行比較，由此算出恒星的自行。
最早研究恒星運動的是中國人的祖先。要發現恒星的運動，就要能測定它的位置。要測定恒星的位置，就要建立坐標係。我們的祖先在戰國時代就發明了赤道坐標係。西方直到16世紀才開始使用這種坐標係，比我國晚了1000千多年。赤道坐標係至今仍為國際上通用。同時，我國在西漢時代還發明了用赤道坐標係測量天體位置的儀器——渾天儀。到了唐代，我國天文學家張遂通過精密測定恒星的位置，發現了當時恒星的位置和古代記錄的位置有顯著的不同，這在人類曆史上是第一次發現了恒星的運動。而西方是在1000多年以後，在18世紀才發現恒星的運動。
由於恒星有自行，並且各不相同，所以無論是一個星座的形狀，還是各個恒星之間的相對位置，在經過很長時間之後都會有明顯的變化。現在的形狀和10萬年前、10萬年後的形狀。
恒星的視向速度就不能用上述方法測量，所用的方法留在後麵介紹。
從測量結果知道，著名的織女星正以14千米／秒的速度向我們運動，牛郎星則以26千米／秒的速度靠近我們，還有的恒星則以303千米／秒的高速接近我們。也有的星在離開我們，例如：金牛座。(皆宿五)正以54千米／秒的速度離開我們。有的恒星離開我們的速度甚至高達547千米／秒。子彈的速度不到每秒2千米，火箭的速度也隻有每秒10幾千米，兩相對比，就可以看出這些恒星接近和離開我們的速度有多大了。
至於我們的太陽，它也沒有躺下來睡覺，它正帶著我們(連同整個太陽家族)以250千米／秒的速度繞著銀河係中心運動。
上麵說的是不是宇宙裏的最大的速度呢?遠遠不是。在後麵將會看到，在銀河係以外，還有著不計其數的“神行太保”，它們的速度大得讓你可能不敢相信。
看了前麵所說的，一些恒星正在以很高的速度接近我們，你也許會有些擔心：它們會不會和我們相撞?如果你沒有忘記前麵說到的恒星間的距離多麼的大，以至於對比之下恒星就小得多麼可憐，你就絲毫不會擔心了。如果用同樣的比例把這兩種數量縮小，恒星和太陽都縮成蚊子那麼大，那麼，這些“蚊子”之間的平均距離就有幾百千米，相距這麼遠的蚊子會相撞嗎?可能性是極小極小的。