天狼星 B 的质量大于太阳的质量，并且是已知最大质量的白矮星之一。它差不多有 1.1 M⊙。然而这么多物质却被压缩成约为地球的大小。其表面温度为 25000 ± 200 K。但是，由于在内部已经没有能量的生成，剩余的热量会以辐射的形态放射出外太空，天狼星 B 终究会渐渐冷却，这需时要多于 2 × 10^8 年。

一颗恒星要经过主序星和红巨星阶段才会成为白矮星。约为 1.2 × 10^8 年前，天狼星 B 可能是一颗光度更高的蓝矮星，光谱在 B4-B5 之间，质量约为 5M⊙。天狼星 B 成为红巨星的时候，可能增加了其伴星天狼星 A 的金属量。

天狼星 B 最初由碳及氧元素组成，这两种元素是形成天狼星 B 的已死亡恒星里的氦核聚变产生的。这些元素被更轻的元素覆盖，并根据质量来分层，因为天狼星 B 有着高表面重力。因此，天狼星 B 的外层大气层几乎为纯氢，宇宙中最轻的元素，光谱中也找不到任何其它元素。

天狼星及其伴星在一个偏心率较大的轨道上互相绕转，公转周期 为50.1284 ± 0.0043 年，平均距离约为 20 AU。在这个系统的早期，它们被认为是两颗蓝白色的恒星，每9.1年绕一个椭圆轨道运行。

在 1909 年，埃希纳 · 赫茨普龙提出天狼星是大熊座移动星群的一个成员，他在观测天狼星系统在天空中的移动路径之后得出这个结论。

大熊座移动星团是由 220 颗恒星组成的，并在太空有相同的移动路径。其最初形成时是疏散星团的一部分，从此便逐渐脱离引力的牵引。不过，在 2003 年和 2005 年作出的分析却表示天狼星未必属于这一星团。大熊座移动星团估计年龄为 4 × 10^8 ~ 6 × 10^8 年，而天狼星的金属量和太阳的相似，因此年龄可能只有 2 × 10^8 年，对于这星团来说太年轻。

天狼星也可能属于一个很有可能存在的“天狼星星团”，另外可能属于这个星团的疏散恒星有御夫座 β、北冕座 α、巨爵座 β、波江座 β 和巨蛇座 β。此星团是太阳附近 500 光年以内的三个星团之一。其余两个为毕星团和昴星团，都各有几百颗恒星。

天狼星是夜晚最亮的恒星，因此在最早的天文记录中就有记载。

在古代中国的天文体系中，这颗星称为天狼星（天上之狼），在中国“二十八星宿”中，天狼星属于井宿，并位于它里面的天狼星官。天狼这个星官中也只有它一颗星。

中国古人当然也注意上了这颗亮星，将这颗位于“阙丘”以南、井宿中最为醒目的星称为“狼星”，在过去，这颗星指代入侵的异族，它的明暗变化预示了边疆的安危。因此，为了疆土的安宁，古人在“狼星”的东南方设立了一把射天狼的弯弓—“弧矢”，这 9 颗星组成的弓箭十分形象，箭在弦上，弓已拉圆，箭头直指西北方向的“狼星”。苏轼曾作词对此进行了形象的描述：“会挽雕弓如满月，西北望，射天狼。”不过，这个长弓的主要作用是对“狼”进行武力威慑，真正抓捕的手段还是靠它西边不远处的“军市”13星围成的一个捕狼陷阱。为了引诱天狼前来，猎人还专门在陷阱中放置了“野鸡” 1 星作为诱饵。

古人将船尾座和大犬座的部分星星结合想像成横跨在南天的一把大弓，并划归到弧矢星官中。在这种组合下，箭头正对着天狼星。意为“射天狼”。《江城子 · 密州出猎》中“西北望，射天狼”的句子就是这么来的。关于弧矢星官，古人还有俗语：天弓张，天下尽兵。即占星家用它预报军事情况。

相似的组合也在埃及丹德拉（Dendera）的哈索尔神庙壁画上出现过。在后期的波斯文化，这颗星称为 Tir，并且被当成一支箭。沙特女神（Satis）将她的箭画在牛头人身的女神哈索尔（天狼星）之上。

2022年10月8日至12日，智神星与天狼星“结伴游”。

由于天狼星与天赤道的距离，它的在星空背景下的移动周期几乎和一年的时间相近，这使得它几乎每年准确地于7月19日升起。巧合的是，尼罗河通常在这之后就会开始泛滥，泛滥带来的淤泥将使河边的田地变的肥沃，这使古埃及人将天狼星当做女神索普德特（Sopdet，古埃及语Spdt，意为“三角形“），保佑着他们的土地肥沃。天狼星的周期与太阳年仍有细微差别，这可能导致古埃及人发现了1460年的索提克周期（Sothic cycle），并影响了朱利安历法和亚历山大历法的发展。

古希腊人认为，天狼星的出现预示着炎热干燥的夏季，人们担心天狼星的出现会导致植物枯萎、男性衰弱、女性性欲亢奋。天狼星在初夏不稳定的天气条件下会更加闪亮,对希腊观察家来说，这意味着导致其恶性影响的放射物。任何受其影响的人都被称为“恒星撞击”（ἀστροβόλητος，astrobólētos）。它在文学中被描述为“燃烧”。天狼星再次出现后的季节被称为“狗日”。爱琴海中的塞俄斯岛（ Ceos）上的居民会向天狼星和宙斯献祭，以带来凉爽的微风，并等待着星星在夏天的重现。如果天气晴朗，那就预示着好运；如果是雾蒙蒙的或是微弱的，那就预示着（或散发出）瘟疫。

公元前3世纪，在赛俄斯岛上发现的罗马硬币上有发出光芒的狗或星星，这突出了天狼星的重要性。罗马人也注意到了天狼星规律性的出现，在4月25日左右庆祝天狼星的消失，祭祀一只狗，以及熏香、葡萄酒和一只羊，以使天狼星的放射物不会在当年的小麦作物上造成小麦锈病。

北欧 在斯堪的纳维亚地区，人们曾将天狼星称为洛卡布雷那，意为“为洛基所烧”或“洛基的火把”

1717年，埃德蒙多·哈雷（Edmond Halley）在比较了当代天体测量与克罗狄斯·托勒密《年鉴》中公元二世纪的测量结果后，发现了恒星的自身运动，即恒星自行。哈雷注意到，明亮的恒星毕宿五、大角星和天狼星已经显著地移动；天狼星已经向西南方向移动了大约30角分（大约是一个月亮的直径）。

1844 年，德国天文学家贝塞尔根据它的移动路径出现的波浪图形推断天狼星是一颗双星，因为该星在附近空间中沿一条呈波形的轨迹运动， 从而得出它有一颗伴星和绕转周期约为 50 年的结论。这颗伴星于 1862 年被美国天文学家 A ·克拉克（A. Clark）用他自制的折射天文望远镜最先看到。

1868年，天狼星成为第一颗被测量速度的恒星，这是研究天体径向速度的开端。威廉·哈金斯爵士检查了这颗恒星的光谱并观察到了红移。他得出的结论是，天狼星正以大约40公里/秒的速度远离太阳系，而现代的测量结果为-5.5公里/秒（负号“−”表示它正在接近太阳）。这是一个极度不准确的数据，有可能是哈金斯没有考虑地球的轨道速度，这将导致高达30公里/秒的误差。

自1894年以来，在天狼星系统中观察到了一些明显的轨道不规则现象，这表明有第三颗非常小的伴星，但这一点从未得到证实。对数据的最佳拟合表明，围绕天狼星a的轨道为6年，质量为0.06m☉。这颗恒星将比白矮星天狼星B暗5到10个量级，这将使观测变得困难。2008年发表的观测结果既不能探测到第三颗恒星，也不能探测到行星。20世纪20年代观测到的一颗明显的“第三颗星”现在被认为是背景物体。

天狼星非常的亮，几乎为第二亮的老人星的两倍，只要没有云层的遮挡很容易被看见，即使在明亮的城市中也是如此。天狼星几乎能从地球上任何有人的地方观测得到，只除了居住于北纬 73° 以北的人无法看到。当然，一些在地球北边的城市观测到的天狼星也并不会升得很高，如圣彼得堡的天狼星只会升到地平线上 13°。由于天狼星的赤纬约为 -17°，因此从南纬 73° 起它是一颗拱极星。7 月初从南半球可以看到天狼星在太阳下山后下山，又在太阳升起前升起。天空要非常清，观测地点的海拔必须要高，太阳要低低的挂在地平线上，再加上天狼星要在头顶上，十分难得。天狼星只有在冬天或早春才在夜晚出现的较长。 寻找天狼星有以下几种办法：

猎户座非常容易找到，其两颗亮星中间的紧密排成一条直线的三星也应该能看见。顺着三星，朝西南方向看去，一颗非常显眼的恒星就是天狼星。顺着猎人腰带三星往东南方向巡视，可以看到一颗闪耀着蓝白色光芒的、格外明亮的星，这就是夜空中最亮的恒星：天狼星，视星等达到 -1.46 等。天狼星即大犬座α星，它与大犬座其它一些比较亮的星构成了一只犬的轮廓，天狼星就在这只犬的嘴巴上。

这个方法不那么直观。猎户座左上的亮星参宿四正东有一颗较亮的南河三，南河三与参宿四连线向南作垂直平分线，就会找到他。参宿四、天狼星和南河三组成著名的“冬季大三角”。

以上两种方法常用，其实天狼星最简单的找法就是春节前后晚上 22 时左右，往南方天空望去，那颗最亮的星，就是天狼星，当然前提是排除行星。行星在夜空的运行轨道一般和月亮差不多，天狼星要低点。在中国，天狼星的运行轨迹始终在南天下部。越往北，天狼星的高度角越低。

基于天狼星双星系统的环绕运行轨道，两颗星的最小分距为 3 角秒而最大分距为 11 角秒。在他们相距最近的时候，要在观测时分别出两颗星体十分困难，因为白矮星天狼星 B 就在和它很近却有比它亮许多的天狼星 A 旁边

1994 年，两颗星到达了它们的拱点，从那时开始，这对双星开始远离对方，用天文望远镜分开它们就更加容易了。有着离地球 8.6 ly 的距离，天狼星 A 和天狼星 B 占据了 8 颗最接近太阳系恒星之中的 2 颗，而且更是第 5 接近太阳系的恒星系。

要清楚分开它们，除天气理想外，则需要一座口径至少有 300 mm 的天文望远镜。

天狼星的英文俗名为Sirius，来源于希腊语 Σείριος，有“烧焦”的意思，因为古人认为天狼星和太阳同时升起时正是夏季，天狼星的光和太阳的光合在一起，才是夏季天气炎热的原因。这个古希腊词汇也可能在希腊古典时期之前从某处发展过来。最早发现使用这个名称要追溯到公元前 7 世纪赫西奥德的诗作《工作与时日》中。古希腊人称夏日为“犬日”，因为只有狗才会发疯似的在这样酷热的天气里跑出去，因此这颗星也被称为“犬星”。古埃及人称天狼星为 Sothis，是“水上之星”的意思。

天狼星还有另外超过 50 个编号和名称。在阿拉伯语里，天狼星被称为“ㄆ”（拼音：al－椁‘rā 或 al－shira，中文：“首领”），英文的另一称谓 Aschere 就从其而来。在梵语里，天狼星是 Mrgavyadha（“猎鹿者”）或 Lubdhaka（“猎人”）。当被称作 Mrgavyadha 时，天狼星代表楼陀罗（湿婆）；在斯堪的纳维亚，天狼星就被视为 Lokabrenna（“洛基放下的火”或“洛基的火炬”）。在中世纪的占星术里，天狼星是一颗 Behenian fixed star.

中国古代星象学说中，天狼星属于井宿江城子》中“会挽雕弓似满月，西北望，射天狼”，以天狼星比拟威胁北宋西北边境的西夏。如果以为是从苏轼当时所在地理位置“西北望” ，那就错了。因为天狼星处在南半球，从地球北半球看是绝对不会位于西北的。《正义》：“弧九星，在狼东南，天之弓也。”《宋史 · 天文志》：“弧矢九星在狼星东南，天弓也。”也就是说天狼星在弧矢西北。因此苏轼用“西北望”，是从弧矢九星的位置说。

经过测量考古学家们发现，古埃及金字塔是从天文学的角度构思建造的，其中天狼星就是与金字塔相关的恒星之一，不过，恰恰是这种对天狼星的关注倒使人感到相当奇怪，因为人们要从孟菲斯城观察天狼星时，只有在尼罗河泛滥初始，贴近地平线的微茫晨曦之中才能见到它。在埃及有一本内容详细的历书（写于公元前 421 年），以天狼星升起（初显为 7 月 19 日）为准，并且确定年周期为 3.2 × 10^4 年左右。在埃及，几乎所有宗教建筑和丧葬建筑的朝向都具有天文学意义。被埃及人用准直仪对准的天体之一是天狼星，许多神庙都朝向这颗星，例如丹德拉的哈索尔神庙。

天狼星是夜空中最亮的一颗恒星，易于寻找。在古埃及，天狼星于每年7 月中旬重新出现。日出前，它出现于熹微的晨光里，闪耀在埃及的天空。然而，凑巧的是，一年一度的尼罗河泛滥——这一埃及人生活中不可或缺的重要事件也发生在此时。每年 7 月中旬，当天狼星在黎明前从东方升起，尼罗河便开始泛滥。一些淤泥随河水溢出河床，滋润了周围的土地。等到潮水退却，农民便着手在肥沃的土壤上播种。埃及所有的农业生产都与尼罗河涨落潮息息相关。于是，埃及人便视天狼星为神明，顶礼膜拜，就连所建神庙的朝向都要与天狼星升起之处保持一致。

另外，古埃及人最爱将天狼星与伊西斯相连结。伊西斯是奥西里斯的妹妹兼配偶，也是荷鲁斯之母。在金字塔经文中有一段话，正是针对奥西里斯所写：“你的妹妹伊西斯来了，你高兴，你爱。你把她放在你上面……因为有了孩子，伊西斯变大了，就像赛普特（Sept，指天狼星）一样。荷鲁斯 · 赛普特（Horus Sept）以赛普特居民的名义生了下来。”对这段文字最引人注意的是从“因为有了孩子，伊西斯变大了”而暗示她的“双重身份”。不仅如此，孩子生下后，荷罗斯并没有离开，而是留下来成为了“赛普特的居民”。

一如金字塔经文所示，天狼星是一颗双星。然而，美国天文学家艾尔文 · 克拉克（Alvin Clark）直到 1862 年才用当时最大、最新的天体望远镜，发现了天狼星B的存在。这也是世人第一次见到天狼星 B。金字塔经文的撰写者是如何得知这个的，便成了一大未解之谜。

所谓天狼星周期，亦即“天狼星再次和太阳在同样的地方升起的周期”。在固定的季节中，天狼星自天空中消失，然后在太阳升空天亮以前，再次从东方的天空中升起。从时间上计算，若将小数点的尾数除去，这个周期则为 365.25 日。尤其让人惊讶的是，我们用肉眼能够辨别的 2000 颗星星中，精确地以 365.25 日为周期，与太阳同时升起的星星只有天狼星“正确的运动”（Propermotion，意为这颗星球在宇宙中运动的速度，即）与岁差运动的结果。同时，在古埃及的历法中，特地将天狼星比太阳早升空的那天，定为元旦日。而此前，在海里欧波里斯（金字塔经文的撰写地），古埃及人早巳计算出元旦日的时间，并通告了尼罗河上的所有神殿。

在金字塔经文中，天狼星被命名为“新年之名”（Hername of the new year）。种种迹象显示，天狼星历至少和金字塔经文的历史同样悠久，而两者的起源都不得而知。这之中最令考古学家困惑的是，在那个技术落后的时代，古埃及人如何有深奥的科学知识，观察并记录了太阳与天狼星周期之间非常巧合地差 365.25 日。法国数学家史瓦勒 · 鲁比兹（R. A. Schwaller Lubicz）曾经说过，天狼星的周期为“完全无法料想的意外天体现象”。

夏季热口吐白沫的狗也许有狂犬病，可能导致被咬的人受到传染和死亡。古罗马人知道这些日子是三伏日并称这颗星是小犬（Canicula）。

明亮的恒星对于远古波利尼西亚人在太平洋上航行很重要，它们也是纬度的标志。天狼星的赤纬与斐济群岛的纬度17°S相匹配，因此每天都会经过这些岛屿的天顶附近。在波利尼西亚人的星座系统中，天狼星是一个叫做Manu的“大鸟”星座的主体，南翼尖是老人星，北翼尖是南河三，将波利尼西亚人的夜空分为两个半球。正如天狼星出现在早晨的天空标志着希腊的夏天一样，它标志着毛利人冬天的开始，毛利人的名字Takurua描述了星星和季节。许多其他波利尼西亚人的名字也被记录下来，包括马奎萨群岛的Tau-ua、新西兰的Rehua、塔希提岛的Ta'urua-fau-papa（原始高级酋长的节日）和Ta'urua-e-hiti-i-te-tara-te-feiai（伴随祈祷和宗教仪式而升起的节日）。

天狼星在冬至时的出现在夏威夷被庆祝，在那里它被称为“天堂女王”。夏威夷人对小天狼星有很多名字，包括Aa（“发光”），Hoku kauopae，Kau ano meha（也称为Kaulanomeha），“独立和神圣”，Hiki kauelia或Hiki kauilia（航海名称），Hiki Kau lono meha（“孤独的洛诺之星”，占星学名称），Kaulua（又名Kaulua ihai mohai，“天堂之花”），Hiki kauelia，Hoku hoo kele waa（“使独木舟起航的星星”，一个航海名称），和Kaulua lena（“黄星”）。社会群岛上的人对天狼星也有很多称呼，有Taurua fau papa，Taurua nui te amo aha和Taurua-e-hiti-i-tara-te-Feai。天狼星的其他名字还包括帕洛洛穆阿（Palolo mua，富图纳），梅勒（Mangaia），阿普拉（Manihiki），塔库瓜（Marquesas Islands）和托基瓦（Pukapuka）。在图阿莫图斯的天文学中，天狼星有各种各样的名字，包括塔库鲁阿·特乌普普（Takurua te upuupu），特卡哈（te Kaha）（“椰子纤维”），特乌普普，塔兰加（Taranga），和Vero ma torutoru（“燃烧和减少”）。

在更远处，许多北美洲的原住民也将天狼星与狗连结在一起；在西南方的原住民 Seri 和托赫诺奥哈姆族注记这颗星是跟随着绵羊山的狗，黑足称之为“狗脸”，柴罗基族将天狼星和心宿二配成一对，做为灵魂之路两端的看守犬。内布拉斯加州的波尼族有几种联想；狼族视它为'狼星'，而其他的部落认为是'郊狼星'。到了更北方的阿拉斯加州白令海峡的 Inuit 称这颗星为“月之犬”。 有些文化将这颗星与弓和箭联系在一起。

也许是历史文化的原因，也许是个人心情的原因，天狼星注定是无法与浪漫、热情相联系的星，可以和恋人、朋友，一同看月亮，看流星雨，看金星或是火星，但是，苍白并带有蓝色光亮的闪烁的天狼星却无法让人心情愉悦，也许正是因为这种独特的个性，它吸引了无数孤寂的心。