钡星是G至K型的恒星（包括巨星和矮星），它们的光谱出现455.4nm的波长，显示有过量的电离钡元素。钡星也显示出碳的谱线特征，这是CH、CN和C2等分子的谱线。最出辨识出和定义钡星的是William Bidelman和菲利普·肯纳。

径向速度的观察认为所有的钡星都是双星。使用国际极紫外卫星（IUE）在紫外线波段观察到一些钡星系统内有白矮星。

钡星被认为是双星系统内质量转移造成的结果，质量转移发生在主序带内观察到的巨星上。它的伴星、施主星，是在渐近巨星分支（AGB）的碳星，并且在它的内部导致碳和S-过程元素。在施主星失去大量质量的AGB晚期，这些核融合白矮星红巨星。

在它的演变期间，钡星随着时间增长和变冷，抵达光谱类型G或K型的极限。当这种情况发生时，通常原来的恒星光谱是M型，但S-过程使它的残余变更了组成，造成它的光谱被修改成另一种特殊的光谱类型。恒星表面的温度在M型的范畴内，但S-过程产生的元素锆（Zr）会显示出氧化锆

在历史上，钡星曾是一个难题，因为在标准恒星演化理论的G和K型巨星，距离综合碳和S-过程元素并混合至表面仍很遥远。联星的发现很自然解决了这个难题，从能够产生这些物质的伴星导入原料，让它们产生了特异的光谱。质量传递的过程在天文学的时间尺度上是非常短暂的；质量传递的假设也预测主序星中也会有光谱特异的钡星。至少已经知道有一颗这样的恒星：HR 107。

钡星的样本包括：摩羯座 ζ（燕）、HR774和HR4474。

CH星是第二星族星，有着相似的演变状态、特殊的光谱、轨道状态，被相信更老且缺乏金属，与钡星类似。