Stjärnor roterar på sina egna axlar när de rör sig genom universum. En stjärnas rotation bestäms av bevarandet av rörelsemängden. När en stjärna bildas av ett kollapsande moln av gas och damm, ärver den det ursprungliga molnets rörelsemängd. När stjärnan drar ihop sig och värms upp bevaras dess rörelsemängd, vilket gör att den roterar snabbare.

Hastigheten på en stjärnas rotation beror på dess massa och storlek. I allmänhet roterar mer massiva stjärnor långsammare än mindre massiva stjärnor. Det beror på att gravitationskraften mellan partiklarna i en mer massiv stjärna är starkare, vilket motverkar centrifugalkraften som får stjärnan att rotera. Mindre stjärnor har å andra sidan mindre gravitationskraft och roterar därför snabbare.

En stjärnas rotation påverkar också dess form. En snabbt roterande stjärna kommer att tillplattas vid polerna och buktas ut vid ekvatorn, på grund av den centrifugalkraft som orsakas av dess rotation. Denna form är känd som en oblate sfäroid. Solen är till exempel en oblate sfäroid med en ekvatorial diameter som är cirka 10 km bredare än dess polära diameter.

Stjärnornas rotation spelar också en viktig roll i bildandet av planeter och andra objekt i ett stjärnsystem. Stjärnans rotation skapar en skiva av gas och damm runt stjärnan, som sedan kan formas till planeter, månar och andra föremål. Stjärnans rotation hjälper också till att forma dessa objekts banor.