今天，北极星的视星等在1.86-2.13的范围变动，其光变幅度（一个光变周期内的亮度变化）自从观测起就不断变化。1963年之前，它的光变幅度超过0.1星等，并随时间逐渐减小。1966年后，这一数值急剧减少到低于0.05等，在1990年代末到2015年又开始增加，随后减小至今。这一变化可能是因为北极星被一颗其他恒星绕转，当该星每30年一次靠近北极星时，它扰动了造父变星的外层，即脉动的发生地。

北极星的光变周期大约4天，自观测以来也不断变化。它在1963-1965年间以每年4.5秒的速度稳定增加，这一现象一开始被当成是普通的穿越造父变星不稳定带的红化（向低温演化），但也可能是由于两种傅立叶脉动模的干涉。科学家们对此看法不一，各执一词。

北极星的有效温度（等效为一个相同光度和半径的黑体的温度）约6015K，在光变时变化很小，但是变化量难以预测，从低于50K到高于170K，可能跟勾陈一Ab的绕转有关。

据2004年《科学》杂志报道，勾陈一现在的光度已经是托勒密观察时的2.5倍（从当时约3星等变为现在的2星等）。天文学家爱德华•裘那（Edward Guinan）认为这个变化速率的纪录是出人意料的，他说：“如果这些是真的，这个速率的变动是百倍于理论所预测的恒星演化。”

许多近期的论文基于依巴谷（Hipparcos）天测卫星的观测计算出北极星距离地球大约434光年(133秒差距)。之前的估计值则往往更小，基于高分辨率光谱分析的结果接近110光年(323光年或99秒差距)。北极星是最靠近地球的造父变星，他的物理参数对宇宙距离阶梯是关键基础，它也是唯一能以动态测量的质量。

依巴谷卫星使用恒星视差法测量天体的距离，在1989年至1993年的观测精度达到0.97毫角秒(970微角秒)，能够准确测量1,000秒差距以内天体的距离。其数据之后经过更先进的误差去除和统计技术的检验。尽管依巴谷卫星有着天体测量上的优势，但仍有些研究质疑其所测得的北极星距离的准确性，因为北极星（指勾陈一A）是由双星组成的造父变星。依巴谷卫星关于北极星距离的结果经过多次检验，但至今未达成广泛一致。

下一代高精度的三角视差测量来自于空间天测卫星盖亚（Gaia），发射于2013年，预计测量精度25微角秒。尽管一开始盖亚计划只观测那些亮度低于5.7星等的恒星，后来的测试却发现盖亚能自主识别3星等的亮星。当盖亚在2014年7月开始常规科学运行时，它被设置成观测星等为3-20的恒星。下载的原始扫描数据需要经过一些特殊处理来分析230个亮于3星等的恒星。盖亚2阶段发布数据并未包含北极星的视差，但经过该数据推断，勾陈一B的距离为136.6 ± 0.5 秒差距（445.5光年），比之前大多数测量要远且精确数倍。盖亚2022年7月13日发布的第3阶段数据的最新结果是137.2 ± 0.3 秒差距（447.6光年）。

北极星是天空北部的一颗亮星，离北天极很近，（2018年）距离地球自转轴仅仅0.66°（预计到2100年该距离将缩短为0.45°），从地球北半球上看，它的位置几乎不变，可以靠它来辨别方向。由于地球的自转，而北极星正好处在天球转动的轴上，所以相对其他恒星静止不动。但是北极星并不是完全处在北天极正中央位置，实际上它是以很缓慢的速度转圈，相对其他恒星而言看起来不会变化而已。

北极星不动，因为地球是围绕着地轴进行自转的，而北极星与地轴的北部延长线非常接近，所以夜晚看天空，北极星是几乎不动的，而且在头顶偏北方向，所以可以指示北方。

虽然在一年四季里，由于地球绕太阳公转，地轴倾斜的方向也会发生变化，但这一变化十分微小，可以忽略不计。于是一年四季里，我们看到北极星位置好像都是在正北方不动的，其实只是我们肉眼观察不到细微的变化，觉得地轴一直指向于北极星。

北极星位于地球地轴的北端，在北斗七星中的天璇与天枢连线的五倍延长线上。可以通过先寻找北斗七星，再通过北斗七星来找到北极星。北斗七星属大熊星座的一部分，从图形上看，北斗七星位于大熊的背部和尾巴。这七颗星中有6颗是2等星，一颗是3等星。通过斗口的两颗星（天枢，天璇）连线，朝斗口方向延长约5倍远，就找到了北极星。

地球绕着自转轴旋转，自转轴的一端被定义为地理北极，另一端为南极。北极星所处的位置非常接近地球自转轴的延伸线，所以无论地球怎么自转，北极星也不会升起落下，而是会在北天极附近打转。北斗七星离北天极较远一些，随着地球的自转，我们在地球上会看到北斗七星沿着逆时针方向绕着北极星旋转，因为从北天方向看地球的自转是逆时针的。虽然地球还会环绕太阳公转，太阳还会带着地球以每秒230公里的速度在太空中运动，但北斗七星和北极星在夜空中的相对位置不会发生变化，这是因为这些星星离地球十分遥远。北斗七星、北极星与地球的距离是日地距离的数百万倍至数千万倍，即便地球在公转，并且在绕着银心运动，但每年的位置变化非常小，人眼无法察觉出来。随着地球的公转，如果在每晚的同一时间观测北斗七星，可以看到北斗七星沿着逆时针方向绕着北极星旋转，因为从北天方向看地球环绕太阳的公转方向是逆时针的。总之，北斗七星看起来绕着北极星旋转是由地球的自转和公转引起的，而不是它们之间的引力作用所致。

事实上，北斗七星与北极星相距非常遥远，它们之间的引力作用弱到可以忽略不计。北极星距离地球大约323光年至434光年，天枢距离地球大约123光年，根据余弦定理可以算出北极星和天枢之间的距离约为310光年。同样地，可以算出天权与北极星的距离为352光年，瑶光与北极星的距离为329光年。不仅如此，北斗七星之间也没有直接联系，它们之间的距离也是相距遥远，例如，开阳、玉衡与地球的距离都大约为83光年，它们之间的实际距离为25光年。这些恒星之间并没有什么直接关联，它们只是从地球上看起来离得很近。

勾陈一并不是一颗稳定、孤独的恒星，勾陈一的数量比看到的要多。实际上勾陈一是一个三合星系统。它的一颗子星用小望远镜就很容易看到，另外一颗子星距离北极星非常近，以至于到20世纪末期才发现。

2006年1月9日，美国“哈勃”太空望远镜首次拍摄到北极星的一颗小伴星——“勾陈一Ab”。这一发现，使得由三颗恒星组成的北极星系统完整地呈现于人们面前。

早在200多年前，天文学家威廉•赫歇尔（William Herschel）就已发现北极星有一颗亮度较大的伴星——“勾陈一B”，它与勾陈一A的平均直线距离为2400个天文单位（一个天文单位是地球到太阳的距离，约1.5亿公里）。

半个多世纪前，天文学家从勾陈一的引力波动上推测，它还有另一颗距离非常近的伴星，与“勾陈一B”一起构成三恒星系统。但这颗伴星因为和北极星距离太近、光芒太暗而未被观测到。

艺术家概念图：北极星的三合星系统：超巨星Polaris A，矮星Ab以及远处的矮星

美国哈佛-史密松天体物理中心（Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics）的南希 ·伊文斯（Nancy Remage Evans）等人，借助“哈勃”望远镜上的先进测绘照相机，在2006年1月首次观测到了这颗神秘的伴星——“勾陈一Ab”。他们发现，这颗伴星与勾陈一A的平均直线距离有18个天文单位。在地球上观察勾陈一和“勾陈一Ab”的这点距离，好比要从30公里外分辨出一个硬币，只有“哈勃”太空望远镜的先进测绘照相机才能做到。

天文学家还发现，勾陈一是一颗内部能量反应活跃的超巨星，其亮度是太阳的2000倍，而“勾陈一Ab”是正趋于沉寂的矮星。因此，它的光芒总被北极星所掩盖，成为一个“隐身伙伴”，而这次其隐身状态被“哈勃”识破了。通过观测伴星的运动，天文学家希望知道恒星的质量及其它的轨道。对于恒星天文学家而言，测定恒星质量是最困难的任务之一。

天文学家希望精确知道勾陈一的质量，因为它是距离地球最近的造父变星。造父变星的亮度变化被用来测量星系的距离和宇宙膨胀的速率，因此搞清造父变星的物理机制和演变是至关重要的。测定它们的质量是重要的一步。

不同于西方以黄道坐标为中心的天文体系，中国古代发展了以赤道坐标为中心的天文体系，北极星在这一体系中处于天球正北，无疑具有独特的地位，在中国古代往往作为帝王的象征。但小熊星座α星并非自古以来就是北极星。由于地球自转轴存在周期性的缓慢摆动。因此，地球自转轴北极指向的天空位置也在发生变化，北极星的“皇位”也存在轮流坐庄的可能。

地球自转轴北极指向的天空以每年15角秒的速度运动，在公元前3000年，北极星不是小熊座α，而是天龙座α，一颗3.7等的恒星，中国古代称它为右枢。到公元前1000年，小熊座β（中文名北极二）比较靠近北天极，既然全天星星围绕它转，古人便认为它是天上的天子，故又起名曰帝，又因为它在紫微垣的中心位置，又叫它紫微星。

隋唐时期，北极五（鹿豹座32）成了北极星，这颗星亮度极暗，也是人类文明历史上到21世纪为止最暗的北极星。中国北宋初年的时候，地球北极指向的天空离北极星的小熊座α-即勾陈一的角距还有6度。可见，那时它还远远不能作北极星。但到了明清时期，勾陈一已经成了名副其实的北极星。

公元2100年前后，地球自转轴北极指向的天空和小熊座α星之间的角距最小，仅有约28角分。以后，地球自转轴北极指向的天空将逐渐远离小熊座α。到公元4000年前后，仙王座γ将成为北极星。到公元14000年前后，天琴座α织女一将获得北极星的美名。地球自转轴这样摆动一周的时间，大约是25800年。这说明一切事物都是在运动的，静止只是暂时的，是相对的，运动变化才是永恒的。而且大约在公元28000年北天极又会重新指向小熊座α。

公元前20000年到公元20000年的北极星列表【这个是根据可视性（亮度）和可参考性（距离北极的位置）综合决定的】：

北极星全星空亮度排名第47。

北极星是古代航海、野外活动辨认方向的一个很重要指标，另外也是小至观星入门之辨认方向星座，大至天文摄影、观测室赤道仪的准确定位等皆为十分重要的作用。由于北极星最靠近正北的方位，千百年来地球上的人们也靠它的星光来导航。

在北半球的夜空中，位于北方天空的北斗七星十分显眼，这七颗恒星分别是大熊座的天枢（贪狼）、天璇（巨门）、天玑（禄存）、天权（文曲）、玉衡（廉贞）、开阳（武曲）以及瑶光（破军）。它们看起来比其他星星明亮，而且排列成勺子状。如果沿着天璇和天枢的方向延伸大约5倍，可以找到另一颗亮星，这就是北极星。无论在什么时候观测北斗七星和北极星，都会观测到这样的现象。在我国古代，北斗七星被用来“定四时，分寒暑”——“斗柄东指，天下皆春；斗柄南指，天下皆夏；斗柄西指，天下皆秋；斗柄北指，天下皆冬。”通过北斗七星的斗柄方向变化，可以知道季节更替。

正因为北极星的位置相对稳定，不易变化，所以给人的感觉是忠诚，有着自己的立场。从人生的角度来说，北极星有着向导我们到达目标的意义，正如它可以让我们分辨方向一样。

正因为北极星的位置相对稳定，不易变化，所以给人的感觉是忠诚，有着自己的立场。从人生的角度来说，北极星有着向导我们到达目标的意义，正如它可以让我们分辨方向一样。

从爱情的角度来说，北极星象征着坚定，执着和永远的守护。如果将它拟人化，那么它一定对离它近的那个星有承诺，不然也不会不离不弃地守护，比如月亮，虽然它们离的远，但是北极星还是守护着。所以北极星很坚定，象征着永远不会变。

古代天文学家对北极星非常尊崇，认为它固定不动，众星都绕着它转，是帝王的象征(注意他们所崇拜的星并不是北极星勾陈一，而是两周时期的北极星北极二，又称紫微星或者帝星)。古人将北斗和极星作为一个整体来认识，称为“斗极”，斗极处于星空旋转的中心，群星绕其旋转，好像天空的主宰，而古人以北斗斗杓周旋四指来厘定节候，北斗又成为天地秩序的制定者，春生夏长秋收冬藏似乎都是随北斗指向而来临，北斗成为天地万物化生的中心。由于北极星最靠近正北的方位，千百年来地球上的人们靠它的星光来导航。有些航海的人们迷路了，就会找到北极星来定位，北极星在的地方永远是北方，即使没有罗盘，也可以辨别方向的。

北极星被认为是帝星，称为“天帝”。《说卦传》曰:“帝出乎震，齐乎巽，相见乎离，致役乎坤，说言乎兑，战乎乾，劳乎坎，成言乎艮。万物出乎震，震东方也。齐乎巽，巽东南也。齐也者，言万物之絜齐也。离也者，明也，万物皆相见，南方之卦也。圣人南面而听天下，向明而治，盖取诸此也。坤也者，地也，万物皆致养焉，故曰致役乎坤。兑，正秋也，万物之所说也，故曰说言乎兑。战乎乾，乾，西北之卦也，言阴阳相薄也。坎者，水也，正北方之卦也，劳卦也，万物之所归也，故曰劳乎坎。艮，东北之卦也，万物之所成终而所成始也，故曰成言乎艮。”

《释天》载：北极谓之北辰。

《论语》载：为政以德，譬如北辰，居其所，而众星拱之。

《观象》载：北极星在紫微宫中，一曰北辰，天之最尊星也。其纽星天之枢也。天运无穷，而极星不移。故曰：“居其所而众星拱之。”