恒星的運動原屬星系動力學的範疇。隨著電子電腦技術的發展，天體力學的研究對象也擴大到恒星，但其方法同星系動力學仍有原則區別。星系動力學用統計力學方法研究星系的運動；天體力學則研究單個恒星在一定引力場內的運動。因此，天體力學所研究的恒星系統，其中包含的恒星數量不能太多，故稱為小恒星系。按照現在的條件，小恒星系的成員可取為幾個到幾百個，亦即聚星、銀河星團和星協。也有人研究單個恒星在星系核引力場內的運動。
如果隻考慮恒星之間的的萬有引力，而且把恒星當作質點，則星系內的恒星運動問題，就是N體問題，隻是N可以大到幾百。因此，可把天體力學中有關N體問題的結果應用到小恒星系的運動。由於恒星觀測所得的位置和速度分量值不夠準確，很難建立分析方法，因此現在多數是用數值方法直接計算。在天體物理學中，星協被當作是一種“年輕”的不穩定恒星集團，正在逐漸散開，而且年齡隻有百萬年數量級。典型的例子是包括獵戶座四邊形在內的獵戶座ο星協。近年來，不少人詳細計算瞭獵戶座四邊形的成員在前後一百萬年內的運動情況，結果表明它們不是在擴散，而是彼此忽近忽遠地振動。因為初值不準，計算結果隻能作為參考，但足以說明星協的特性需要重新考慮。
恒星的質量大，運動速度快，值得研究的是，它們之間的引力作用是否也符合萬有引力定律。近年來開始研究所謂廣義N體問題，並將所得結果用於研究小恒星系的運動，其中引力的大小不限定與距離的平方成反比，而是距離的其他函數。