ดาวสัมพัทธภาพคือดาว ที่หมุนอยู่ ซึ่งพฤติกรรมของมันได้รับการอธิบายอย่างดีโดยทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปแต่ไม่ใช่โดยกลศาสตร์คลาสสิกวัตถุแรกที่ถูกระบุคือพัลซาร์วิทยุซึ่งประกอบด้วย ดาวนิวตรอนที่หมุนอยู่ ดาวมวลมหาศาลที่หมุนอยู่เป็นรูปแบบสมมติของดาวสัมพัทธภาพ^{[ 3 ]}ดาวสัมพัทธภาพเป็นแหล่งกำเนิดที่เป็นไปได้แหล่งหนึ่งที่ช่วยให้สามารถศึกษาคลื่นความโน้มถ่วงได้

นิยามอีกประการหนึ่งของดาวฤกษ์สัมพัทธภาพคือดาวฤกษ์ที่มีสมการสถานะของ ก๊าซสั มพัทธภาพพิเศษซึ่งสามารถเกิดขึ้นได้เมื่อแกนกลางของ ดาวฤกษ์ ลำดับหลัก มวล มากร้อนขึ้นจนสามารถสร้างคู่อิเล็กตรอน - โพซิตรอน ได้ การวิเคราะห์เสถียรภาพแสดงให้เห็นว่าดาวฤกษ์ดังกล่าวถูกผูกมัดไว้เพียงเล็กน้อย และไม่เสถียรจนอาจยุบตัวหรือระเบิดได้ เชื่อกันว่าความไม่เสถียรนี้เป็นตัวจำกัดมวลของดาวฤกษ์ลำดับหลักไว้ที่ประมาณสองร้อยเท่าของมวลของดวงอาทิตย์ ดาวฤกษ์ขนาดนี้และใหญ่กว่านั้นสามารถยุบตัวลงเป็นหลุมดำขนาดกลางหรือขนาดใหญ่พิเศษ ได้โดยตรง ^{[ 4 ]}