Зная расстояние до звезды и угол, под которым наблюдается её радиус, можно рассчитать длину последнего в километрах. Однако уже на расстоянии в 10 пк радиус Солнца наблюдался бы под слишком малым углом (около 0,0005"). Такой угол в настоящее время измерить очень трудно. Угловые радиусы удаётся измерить только у ближайших к Солнцу звёзд-гигантов и сверхгигантов.
Косвенно линейный радиус R звезды с известной светимостью L и абсолютной температурой T можно оценить, используя соотношение:
где e - поверхностная яркость звезды. Предположив, что последняя пропорциональна величине T4 (закон Стефана - Больцмана), получим уравнение:
и аналогичное уравнение можно записать для величин L
, и R. Из этих двух уравнений следует формула:
Здесь L - болометрическая светимость (во всём диапазоне длин волн), определяемая по видимой звёздной величине и расстоянию с учётом спектральных особенностей звезды. Температуру оценивают по распределению энергии в спектре излучения звезды. В частности, температуру можно определить по формуле:
где C - показатель цвета и a и b - известные постоянные.
Существуют и другие способы определения звездных радиусов. Например, их можно найти по продолжительности затмений в тех двойных звёздах, у которых плоскости орбит образуют достаточно малые углы с лучом зрения наблюдателя.