《天官书》中注意到恒星的亮暗问题，它用五种文字描述来反映恒星的明亮程度。虽然《天官书》并未给出这五种描述文字的严格定义，因而它们彼此间的界限是很难划清的，但是，从总体来看，它们之间的区别还是可以分辨的。

　　第一种描述是“大星”。被称之为大星的，在介绍全体星官的那部分文字中共有10 颗，其中9 颗已被证认出来，它们是（按通用古星名、通用国际名、星等数值排列）：心宿二（天蝎座α，1.22 等）

　　南门一（半人马座β，0.86 等）

　　南门二（半人马座α，0.33 等）

　　轩辕十四（狮子座α，1.34 等）

　　毕宿五（金牛座α，1.06 等）

　　天狼（大犬座α，—1.58 等）

　　南极老人（船底座α，-0.88 等）

　　北落师门（南鱼座α，1.29 等）

　　河鼓二（天鹰座α，0.89 等）

　　这9 颗星中最暗的是轩辕十四，但也有1.34 等，即，仍是属于现今所谓一等星的范围。如计算这9 颗星的平均星等，则为0.51 等。

　　至于第10 颗星，司马迁称之为将位，它的位置应在今所谓后发座的范围内。但这个星座内没有什么亮星。一般认为，将位星即后世所谓的“郎将”星。但此星星等只有5.07 等，这就不但不是一颗亮星，简直是一颗很暗弱的星了。然而，从前面9 颗星的分析可知，司马迁的大星称号不是胡写的。我们只得认为，也许必须用现代天文学的方法来研究这一天区有无恒星亮度变化的问题。

　　此外，在介绍金星颜色变化的一段文字中，还谈到一颗“奎大星”。奎宿一共16 颗星。这颗奎大星，后称奎宿九，即仙女座β星，星等为2.37 等。它与前述9 颗大星相比至少暗了1 个星等。因为一个星官中常常不止一颗星，为了称呼其中的某一颗星时，古人常常不得不借助于该星在整个星官中的位置或该星与其他星的亮度比较。前者如称“参左肩”、“参右肩”之类；后者如称这颗“奎大星”。细察全天星官部分中介绍的大星，大多是与全天其他星官比较而言的，与奎大星这种主要就一个星官范围内而言的大星意义有所不同。加之，奎大星之称并不在介绍全天星官的那部分文字中出现。因此，我们不认为“奎大星”应属于前述10 颗全天范围内的大星之列。话说回来，即算把“奎大星”也计算在内，则也不过把大星的平均星等增到0.69 等而已，就平均数而言影响不大。

　　第二种描述是“明者”。只有一颗星有这称谓，即“北极”星官四颗星中最亮的一颗。今称帝星，小熊座β星，星等2.24 等。

　　第三种是没有任何描述的一般星。《天官书》中记的全天星官共约500多颗星。其中绝大部分未加亮度描述。这些无描述的星中有亮到2 等以上的，乃至象织女星这样很亮的星；也有暗到5 等以下的星；不过，其中大多数是3—4 等左右的星。

　　第四种描述是“小星”。明确被这样描述的有三颗星：轩辕御者（狮子座31，4.58 等）

　　长沙（乌鸦座x ，4.42 等）

　　附耳（金牛座92，4.85 等）

　　另外还有紫觿三星（猎户座、、） l j j 1 2 ，被称为“小三星”。这个“小”字也可理解作指所占范围小。但如果也理解作指亮度小，则6 颗星的平均亮度为4.42 等。如果不计这“小三星”，则三颗小星的平均亮度为4.62 等。第五种描述是针对最暗的星的，称为“若见若不”。这种描述只对“阴德”三星用过。这三颗是天龙座10 号星和南京大学《全天恒星表》（1972年出版）中的11880 号和11686 号两星。它们的星等分别为4.77 等，5.70等，6.66 等。其中第一颗星不难看到，第二颗就较难看到，第三颗星则必须有很好的目力，在很好的天气条件下才能看到，故此司马迁称这一星官是“若见若不”。这三颗星的平均星等为5.71 等，也是在常人目力能见的边缘上了。总起来说，司马迁对星体亮度的五种描述大体上可以这么区分：“大星”为1.5 等以上的星；“明者”为2 等左右的星；一般无描述的为3—4 等星；“小星”为4.5 等左右的星；“若见若不”为5—6 等以下的星。尽管这几种描述有交叉，但大体上的区别还是明显的。这种恒星亮度概念发展下去，未尝不可形成一种严格的系统。但很可惜，司马迁开创的事业后世并没有沿着正确的道路予以发展，致使这一工作被埋没了二千多年。

　　关于变星的观测变星是一种亮度在不断变化的恒星。对变星的研究是现代天文学上的一项重要课题。因为大气现象也能导致人目所见的恒星亮度变化，所以人们对古人遗留下的大量关于恒星亮度变化的记述难以鉴别。但是，有些变星，它的最大亮度在人目可见的范围内，而最小的亮度又在人目不可见的范围，这样忽隐忽现的变星既容易被勤于观测的中国古代天文工作者所发觉，而我们后人也容易对之进行鉴别。《天官书》就有几处记述了这类变星隐现现象：“贱人之牢。其牢中星实则囚多，虚则开脱。”

　　“（天）市中星众者实，其虚则耗。”

　　“三柱。柱不具，兵起。”

　　所谓“贱人之牢”，主要包括北冕座的半圆形部分，其中有三颗变星R、S 和T 星。变幅分别为5.8—12.6 等、6.1—12.0 等以及2—9.5 等，都是变化在可见与不可见之间的变星。唐代张守节在《史记正义》中注解这一段时写道：“牢口一星为门，欲其开也。..一星不见有小喜，二星不见则赐禄，三星不见则人主德令且赦。”撇开这些星占话语不谈，其中谈到正好是三颗星有不见的现象，而北冕座T 星又正好在半圆形的边上，符合“牢口一星为门，欲其开也”的话。可见，司马迁说的星实，即是指R、S 和T 三星的出现；星虚，则是指它们的隐没。