Нестациона́рные звёзды, звёзды, физические процессы в которых приводят к обнаружимым изменениям блеска (физические переменные звёзды) или спектральных характеристик. О наличии нестационарных процессов в звёздных атмосферах свидетельствуют эмиссионные линии в спектре, иногда наблюдаемые и у звёзд, не проявляющих заметной переменности блеска или спектра.

Все звёзды в процессе эволюции подвержены медленным изменениям основных характеристик (температура, радиус, светимость и др.). У т. н. стационарных звёзд эти изменения при современном уровне астрономических наблюдений остаются необнаружимыми. По мере повышения точности астрономических наблюдений нестационарные явления обнаруживаются у всё большего числа звёзд. Строго говоря, подлинно стационарных звёзд не существует.

Нестационарность звезды может быть связана с различными процессами в её недрах, на её поверхности или в околозвёздном пространстве. Характерным видом нестационарности являются пульсации звёзд, при которых тепловая энергия, поступающая из недр звезды, преобразуется в механическую энергию движения поверхностных слоёв. Такие звёзды называются пульсирующими звёздами. Распространены процессы истечения вещества с поверхности звёзд, сброса оболочек. Они постоянно проявляются, например, у звёзд Вольфа – Райе. Нередко процессы нестационарности наблюдаются у тесных двойных звёзд. Одним из компонентов тесной двойной системы может быть компактная звезда (чаще всего белый карлик), на которую перетекает вещество спутника – обычной звезды. Переменность таких систем связана с термоядерными взрывами на поверхности белого карлика (новые звёзды) или с нестационарностью процесса аккреции. Если компактным компонентом двойной системы является нейтронная звезда или чёрная дыра, нестационарность системы сопровождается переменным рентгеновским излучением. Самые поздние стадии звёздной эволюции могут быть связаны с бурными взрывными процессами, характерными для сверхновых звёзд. Введение в астрономическую практику гравитационно-волновых наблюдений привело к обнаружению всплесков гравитационных волн, связанных со слиянием компонентов в тесных двойных системах, состоящих из чёрных дыр или нейтронных звёзд.