Quando si hanno due (o più) sorgenti di luce della stessa lunghezza d'onda, le onde si possono sommare o sottrarre tra loro. Questo fenomeno è chiamato interferenza, e lo strumento che lo sfrutta è l'interferometro.
Il primo uso astronomico del fenomeno avvenne negli anni '20 del secolo XX, quando fu impiegato per trovare il diametro angolare di Betelgeuse (Alfa Orionis). Betelgeuse è un stella grande, per cui, con una opportuna strumentazione e una corretta procedura, si può fare in modo che i picchi delle frange d'interferenza, prodotti dalla luce proveniente da un lato della stella, vadano esattamente a colmare le valli delle frange prodotte dalla luce proveniente dall'altro lato. Misurando il punto dove questo avviene, si può ricavare il diametro angolare della stella.
Purtroppo gli attuali interferometri possono misurare le dimensioni soltanto di poche stelle con diametri apparenti molto grandi. Una tecnica più recente, l'interferometria a macchie (speckle interferometry), usa una strumentazione un po' diversa, basata sempre sullo stesso principio, e si ottengono risultati simili, ma più accurati, rendendo il metodo applicabile anche a stelle più piccole e più lontane.