由于望远镜系统误差（望远镜机械传动误差、光学机械部件变形、镜筒弯沉、大气折射和某些小行星、彗星等自身相对恒星的运动），视场中的星像会产生移动。光电导星就是采用光电器件作为敏感元件的一种装置，通过不断检测星像偏离的倾向，微量控制望远镜的轴角位置，校正星像偏离，提高望远镜长周期跟踪精度，满足长时间摄像和分光工作的使用要求。

光电导星技术的发展已经有相当长的历史，有些已经被一些新的方法所代替。早期曾采用多种机械式的检测元件，最常用的是旋转半圆片，经它调制的导星由光电倍增管转变成电信号，当偏移量小于半个星像时，输出交变信号的振幅和相位分别反映偏离的大小和方向，导星精度一般为0.3″以下。随后天文望远镜又广泛采用象限光电倍增管、析像管和微光电视摄像管等光电器件作为检测元件进行光电导星，控制的机理如同偏置导星的方法，不用机械装置，可以提高光电导星精度，借助于计算机自动偏置导星，导星精度可达到0.1″。采用微光电视导星，可以简化望远镜的结构，并使导星的星等提高了1.5星等左右，还可在电视监视器上直接导星。高灵敏、高精度、高响应性能的CCD器件已经成为天文学领域里的主要探测器，数字图像处理CCD数据也已经成为当前的技术主流。用CCD器件作为感光元件，结合数字图像处理技术，发展成为一种CCD导星的新方法。利用CCD相机较长时间的曝光，定时拍摄获取天区星像，提取合适的星像作为引导星，使用提取星像质心算法获取引导星的实际位置，根据测得的实际位置与引导星的理论位置相比较，实时检测星像偏离视场的矢量信号，通过计算机控制，自动微调望远镜赤经、赤纬轴或地平、高度轴跟踪速度，实时校正望远镜的偏移，提高望远镜跟踪精度。优点：体积小、寿命长、耗电小、灵敏度高、可重复观测使用，导星不需要额外机械结构。缺点：CCD导星需要有足够星等的引导星，往往在天文学家感兴趣的天区范围都是星等较低的星体，限制了一些望远镜采用CCD导星观测的区域。

在一些大型天文望远镜应用了激光导星技术，激光导星实质上是利用激光技术，在所观测的天区，人造一颗引导恒星：沿着望远镜的光轴向天空发射一道激光，激光被调至正确的波长，光束随后会接触到大约90千米高空的大气层悬浮的一层天然出现的钠原子，并导致钠原子发出荧光，生成荧光从地面上可见的明黄色亮点，效果上，好比是夜空里一颗到处可以获取的人造引导恒星，避免在暗星区域无引导星可寻现象。缺点：激光导星成本较高，世界上仅有大型天文光学望远镜中使用激光导星。