三星系统是指有三颗恒星组成的恒星系统，一般是由一对双星和另一颗距离较远的星组成的一个双星系统，也就是两层双星系统的叠套。

被我们所熟知的北极星（是现指勾陈一）就是一个三星系统。

距离太阳系最近的恒星系统，半人马座α星（南门二）就是一个三星系统，主星为黄矮星半人马座α星A和橙矮星半人马座α星B组成的双星，伴星为较远的红矮星：半人马座α星C，又名比邻星。