Cataclysmische variabelen zijn de eerste nauwe dubbelsterren die zijn ontdekt en worden gekenmerkt door helderheidsvariaties. Cataclysmische variabelen zijn dubbelsterren waarin een witte dwerg materiaal van de begeleidende 'normale' ster naar zich toe trekt via een accretieschijf, net zoals in de röntgendubbelsterren. De 'normale' ster is bij een cataclysmische variabele lichter dan de zon. Omdat de witte dwerg veel groter is dan een neutronenster of een zwart gat valt het gas van de begeleider in een minder diepe zwaartekrachtsput, waardoor minder energie vrijkomt. Cataclysmische variabelen zijn daarom minder heet en zenden hun straling vooral uit in zichtbaar licht, zodat we met optische telescopen de structuur van accretieschijven rond deze objecten kunnen bestuderen.

Cataclysmische variabelen komen in verschillende soorten voor, afhankelijk van de helderheidsvariaties. Sommigen vertonen heel regelmatig kleine helderheidsvariaties. Ze worden dan vrij snel ongeveer tien keer zo helder. We noemen dit dwergnovae. Daarnaast zijn er ook de klassieke novae, waarin het systeem zoveel helderder wordt, soms wel een miljoen keer, dat het lijkt of er aan de hemel plotseling een nieuwe ster is ontstaan. Daar komt ook de naam nova (nieuw) vandaan. Meestal gebeurt dat maar één keer, maar we kennen ook systemen waarbij er na een aantal jaar weer een grote nova-uitbarsting plaatsvindt. Deze figuren laat zien dat de gelanceerde overblijfselen van een vorige nova weer oplichten door de straling van een nieuwe nova: ringvormig en brokstukken.

Een hele aparte groep cataclysmische variabelen zijn de dubbelsterren waarin de witte dwerg een sterk magnetisch veld heeft. Dit magnetische veld is zo sterk dat het materiaal dat van de begeleider wordt afgetrokken niet in een accretieschijf terecht komt, maar via de magnetische veldlijnen naar de witte dwerg wordt getrokken.