Žvaigždynų mitologija paprastai reiškia istorijas, sukurtas arba pasakojamas apie žvaigždžių išsidėstymą danguje, matomą iš Žemės paviršiaus. Daugelis šių istorijų yra pagrįstos kitomis mitologinėmis pasakomis, dažnai herojus ar kitus veikėjus danguje vaizduoja kokia nors mitinė jėga, pavyzdžiui, dievybė. Tai reiškia, kad istorija už žvaigždyno dažnai yra susijusi su egzistuojančiu mitu. Žvaigždynų mitologija taip pat gali reikšti istorijas, kurios atsiranda priešinga tvarka, pradedant žvaigždėse atpažįstamomis formomis, o vėliau peraugant į istoriją.
Panašiai kaip ir kitose mitologijos rūšyse, žvaigždynų mitologijoje dažnai dalyvauja dievybės ir herojai, kurie yra didesni už gyvybę ir atlieka nuostabius darbus. Pavyzdžiui, Oriono žvaigždynas pavadintas didžiojo medžiotojo vardu iš įvairių graikų mitų. Šis pavadinimas pagrįstas žvaigždžių, sudarančių žvaigždyną, išsidėstymo iš Žemės pavidalu, kuris primena gana žmogišką figūrą, laikančią lanką, arba sumedžioto gyvūno kūną. Apie veikėją Orioną sklando daugybė mitų, įskaitant vieną pasaką, kurioje teigiama, kad deivė Artemidė buvo apgaule nužudyti Orioną; Supratusi, ką padarė, ji įdėjo jo kūną į dangų jo mirties garbei.
Yra daug skirtingų žvaigždynų mitologijos tipų, kurie gali atsirasti įvairiose kultūrose, dažnai remiantis danguje matomų žvaigždynų formomis. Daugelis Vakarų pasaulyje išlikusių žvaigždynų pavadinimų yra pagrįsti graikų mitais ir legendomis. Tačiau kitos kultūros turi kitų tipų žvaigždynų mitologijos įvairiems žvaigždynams.
Pavyzdžiui, žvaigždynas, žinomas kaip Ursa major, buvo matomas kaip daug skirtingų formų, tačiau ir graikai, ir navahai jį matė kaip lokį. Navahų mitologijoje yra istorija apie moterį, kuri savo vyru paėmė lokį. Po to, kai jos broliai ir seserys apie tai papasakojo jos tėvui, jis nužudė lokį, o moteris atkeršijo savo broliams, kurie tapo žvaigždėmis danguje, formuojančiomis lokio formą.
Žvaigždynų mitologija taip pat gali formuotis, kai danguje matomi žvaigždynai ir pasakojamos pasakos, patvirtinančios, kodėl tokios formos gali egzistuoti žvaigždėse. Nors tam tikri nusistovėję žvaigždynai dažnai yra gerai žinomi, bet kas gali pažvelgti į naktinį dangų ir pamatyti įvairias formas bei kurti istorijas, paaiškinančias šias formas. Laikui bėgant gali būti sunku nustatyti, ar senovės kultūros naudojo šį metodą kurdamos žvaigždynų mitologiją, ar mitai buvo sukurti taip, kad atitiktų tai, kas buvo matoma danguje.