별자리는 처음부터 현재 널리 알려져 있는 별자리로 정해져 있었던 것은 아니다. 각 나라나 지역마다 다르게 사용되고 있었던 것이 하나로 통합하면서 오늘날 별자리가 생긴 것이다. 

오늘날 별자리의 기원은 서구 별자리로, 기원전 수천년경 바빌로니아 지역에 살던 셈족계 유목민인 칼데아인들로부터 시작되었다. 그들은 가축을 키우고, 푸른 초목을 따라 이동하는 생활을 하면서, 밤하늘을 자주 쳐다보게 되었고, 밝은 별들을 연결시켜 동물에 비유하면서부터 별자리가 만들어지기 시작했다. B.C 3000년경에 만든 이 지역의 표석에는 양·황소·쌍둥이·게·사자·처녀·천칭·전갈·궁수·염소·물병·물고기자리 등 태양과 행성이 지나는 길목인 황도를 따라 배치된 12개의 별자리, 즉 황도 12궁을 포함한 20여 개의 별자리가 기록되어 있다.

또한 고대 이집트에서도 B.C 2000년경에 지중해 무역을 하던 페니키아인들에 의해 바빌로니아와 이집트의 천문학이 그리스로 전해져서 별자리이름에 그리스신화 속의 신과 영웅, 동물들의 이름이 추가되었다. 세페우스 · 카시오페이아 · 안드로메다 · 페르세우스 · 큰곰 · 작은곰 등의 별자리가 그러한 것들이다. 그 후 AD 150년경 그리스 천문학자 프톨레마이오스가 그리스천문학을 집대성한 <알마게스트>란 책에는 북반구 별자리를 중심으로 한 48개의 별자리가 실려 있다. 그 분포를 보면 황도상에 있는 별자리가 12개, 황도 북쪽에 있는 별자리가 21개, 황도 남쪽에 있는 별자리가 15개 등으로, 이 별자리들은 15세기까지 유럽에 널리 알려졌다.

15세기 이후에는 항해가 발달함에 따라 남반구의 별들도 다수가 관찰되어 새로운 별자리들이 첨가되기 시작하였다. 대항해시대 이후 서양인들이 남반구에 진출하면서 항해사들은 남쪽 하늘의 새로운 별자리들 발견하여 기록하였고, 1603년 독일의 바이어(Johann Bayer)는 16세기경 네덜란드 항해사 데오루스의 기록에 의거하여 그의 책 우라노메트리아에서 카멜레온, 극락조, 황새치 등 12개의 별자리를 적어놓았다. 또 근대 천문학의 태동과 함께 망원경이 발달함에 따라 어두운 별들을 관측할 수 있게 되어 밝은 별자리 사이를 메우기 위해 작은 별자리들을 신설하게 되었는데, 그 예로 17세기말에 헤벨리우스(Johannes Hevelius)에의해 만들어진 작은 여우, 작은 사자, 방패 등이 있다.

20세기 초에 이르러, 별자리 이름은 지역에 따라 다르게 사용되고, 그 경계도 달라서 자주 혼란이 생기고 불편한 일이 많이 발생하였다. 때마침 1922년 국제천문연맹 제1회 총회에서 별자리의 계통 정리 제안이 거론되었고, 1928년 총회에서 하늘 천체에서 황도를 따라서 12개, 북반구 하늘에 28개, 남반구 하늘에 48개로 총 88개의 별자리를 확정지었다. 또 지금까지 알려진 별자리의 중요별이 바뀌지 않는 범위에서 천구상의 적경과 적위에 나란한 선으로 별자리의 경계를 정하였다. 또 라틴어 소유격으로 된 별자리의 학명을 정하고, 3문자로 된 별자리의 약부호를 정하였다. 이것이 현재 쓰이고 있는 별자리이다.

이 88개의 별자리 중 우리나라에서 볼 수 있는 별자리는 큰곰자리 등 67개이고, 일부만이 보이는 별자리가 용골자리 등 12개, 완전히 보인지 않는 별자리는 물뱀자리 등 9개이다. 또 별자리는 아니나 별의자리의 일부로서 별자리와 구분되어 부르는 별의 집단을 성군이라고 부르게 되었다. 이렇게 변해온 별자리는 예부터 여행자와 항해자의 길잡이가 되어왔고, 오늘날에는 천문학자들에게 밤하늘의 지도로 이용되고 있다.

밤하늘의 별들은 지구의 자전과 공전에 의해 일주운동과 연주운동을 한다. 이에 별자리들은 일주운동으로 1시간에 약 15° 정도 동에서 서로 이동하며, 연주운동으로 인해 같은 시각이라도 하루가 지나면 약 1°씩 서쪽으로 이동하여 있다. 따라서 계절에 따라 보이는 별자리 또한 다르다. 이를 흔히 계절별 별자리라 부르는데 이것은 그 계절의 저녁 9시경에 잘 보이는 별자리들을 칭한다(학술적 정의는 아니다). 별자리를 쉽게 찾는 데에는 길잡이 별이나 길잡이 별자리를 이용하는 것이 좋다. 즉, 그 계절과 그 시각에 잘 보이는 밝은 별이나 쉽게 확인되는 별자리를 먼저 찾고 이어서 다른 별자리들을 찾는 것이다.

각 계절별 길잡이 별들을 보면 다음과 같다.

북쪽하늘 길잡이 - 큰곰자리의 북두칠성, 카시오페이아자리

봄철 길잡이 - 목동자리의 아크투르스, 처녀자리의 스피카 ,사자자리의 데네볼라

여름철 길잡이 - 백조자리 데네브, 거문고자리 베가, 독수리자리 알타이르

가을철 길잡이 - 페가수스 사각형

겨울철 길잡이 - 오리온자리 베텔기우스, 큰개자리의 시리우스, 작은개자리의 프로키온, 황소자리의 알데바란, 마차부자리의 카펠라, 쌍둥이자리의 폴룩스

이십팔수(二十八宿)는 고대로부터 동아시아에서 사용되어 온 황도와 천구의 적도 주변에 있는 28개의 별자리이다. 28수와 3원으로부터 하늘이 3개의 담과 나머지 28개의 영역으로 구분된다. 동·북·서·남의 방위에 따라 사신이 7개씩의 별자리를 주관한다. 각 별자리(宿)의 해당 영역에는 또한 여러 별자리들이 속해 있다. 예를 들어 우수에는 직녀, 하고, 천부, 좌기, 우기 등이 속한다. 이러한 체계의 차이로, '3원 28수'의 별자리와 서양 88개 별자리는 1:1 대응이 되지 않는다.