20世纪初有人在研究食双星天秤座δ和金牛座λ视向速度曲线的畸变现象时，首次发现了恒星自转。

恒星自转会使光谱吸收线加宽，因此可以根据谱线的宽度测定自转速度。实际上，测量的结果只是恒星自转线速度矢量在视线方向的投影。测定恒星自转的经典方法是，在简化的条件下，计算出一套对应于不同自转速度值的理论谱线轮廓，再和观测轮廓相比较。自转还会影响恒星表面亮度分布、脉动和磁场，也会影响恒星光谱分类和致密星的理论质量上限等。

不同类型天体的自转速度观测平均值与正常主序星比较 

不同类型的天体具有不同的自转速度。图中清楚表明，Be星属于快速自转星，晚于A型和F型巨星的自转比对应光谱型的主序星快得多。星族Ⅱ的星自转最小。数以千计恒星的自转速度投影值已经测定。表中列出不同光谱型恒星的平均赤道自转速度，以及每一类中所获得的最大赤道自转速度v_极大，以及当星体外层符合洛希界面（见临界等位面）时所限定的临界值v_临界。从表中可见主序星和巨星之间存在着显著差异。高速自转只发生在早型星特别是早型发射线星中，不会出现在晚型星、超巨星、造父变星和长周期变星中。