Це зірки, що виконують коливання за рахунок енергії, що вивільняється в надрах, причому промениста енергія переходить в механічну. Овновні типи:
1. Довгоперіодичні цефеїди (діб, , високої світності, клас F).
2. Типу Міри (О) Кита – довгоперіодичні гіганти (діб, , пізніх класів).
3. Полуправильні – гіганти й надгіганти (діб, , клас М).
4. Типу RR Ліри – гіганти A–F (діб, ).
5.Типу RV Тільця – надгіганти G–M (діб, ).
6.Повільні, неправильні – гіганти і надгіганти пізніх спектральних класів. З теорії слідує
(7.30)
де – в добах, – в г/см3. Чим більше праворуч в область надгігантів зміщена зірка, тим більше і менше , тобто більше . Під поверхнею зірки, на деякій глибині, знаходиться зона іонізації , ІІ. Ще глибше – зона повної іонізації . Там і ·103К. Якщо відбулось випадкове стискання повністю іонізованого газу, то його коефіцієнт поглинання æ зменшується, й газ робиться більш прозорим. Цей шар підсилено втрачає енергію. Якщо ж стискається не повністю іонізований газ, то цей шар накопичує енергію, оскільки æ збільшується. За рахунок поглинання енергії тиск в зоні ІІ підвищується, й даний шар розширюється. Потім зменшується , підвищується прозорість, і енергія висвітлюється. Зовнішні шари під дією тяжіння падають до центру, проскакуючи положення рівноваги, й знову стискаються. Цикл повторюється. Пульсують лише зірки, в яких зона іонізації налаштовується на резонанс з усією зіркою .
Найбільш видатні з пульсуючих зірок – жовті гіганти цефеїди (від типової Цефея), для яких існує важлива залежність
(7.31)
Із спостережень встановлюється та , а по (7.31) знаходиться і по (1.9) визначається відстань зірки. Це основний і досі найбільш надійний засіб визначення відстаней зоряних скопищ і галактик. Велике значення має те, що цефеїди – гіганти високих світностей, які добре визначаються в близьких галактиках.