Une étoile filante est le phénomène lumineux qui accompagne l'entrée dans l'atmosphère d'un corps appelé météoroïde. Il s'agit d'un petit corps circulant dans l'espace à une vitesse pouvant atteindre 42 km/s lorsque son orbite croise celle de la Terre. Cette traînée lumineuse est causée par la vaporisation du corps et l'ionisation de l'air sur sa trajectoire, le météoroïde laissant derrière lui un sillage de gaz très chaud, ionisé et lumineux que l'on nomme un plasma. La combustion du météoroïde est principalement due à la compression de l'atmosphère en avant du corps supersonique et non à la friction.

L'étoile filante est une fine poussière cosmique qui est vaporisée entièrement avant d'atteindre le sol tandis que le bolide, météoroïde de masse et taille importantes, produit un disque lumineux intense lors de sa rentrée atmosphérique. Ce bolide peut exploser, généralement à 90 ou 70 kilomètres d'altitude ou atteindre le sol (bolide lui-même ou les fragments issus de son explosion), devenant une ou des météorites.

Le phénomène se passe généralement entre 85 et 120 kilomètres d'altitude, bien que certaines étoiles filantes peuvent être visibles à 400 ou 600 km au-dessus du sol.

Chaque année à la même période, l'orbite de la Terre croise des nuages de poussières laissés par des comètes : les essaims météoritiques. Cela provoque des pluies de météores, appelées aussi pluies ou averses d'étoiles filantes. Il est à noter que le terme d'essaim d'étoiles filantes est souvent employé pour désigner aussi bien la pluie de météores que le nuage de poussières cométaires.

Par un effet de perspective, les étoiles filantes semblent toutes provenir du même point du ciel. On appelle ce point imaginaire le radiant. Certaines étoiles filantes ne semblent pas venir du radiant, ce sont des grains de poussière n'appartenant pas au nuage traversé, on les appelle des sporadiques.

Ces pluies périodiques d'étoiles filantes portent un nom dérivé de la constellation où se trouve leur radiant. Ainsi, les Orionides (visibles en octobre) ont leur radiant dans la constellation d'Orion.

L'essaim des Léonides (constellation du Lion) peut donner lieu à des pluies de météores très intenses.

L'observation judicieuse des essaims se fait en regardant à 45° du radiant (compromis entre la durée du phénomène et la longueur des traînées)