Konstellationsmytologi hänvisar vanligtvis till berättelser som skapas eller berättas om arrangemanget av stjärnor på himlen som är synliga från jordens yta. Många av dessa berättelser är baserade på andra mytologiska berättelser, ofta med hjältarna eller andra karaktärer som så småningom representeras på himlen av någon mytisk kraft, till exempel en gudom. Det betyder att historien bakom en konstellation ofta är relaterad till en existerande myt. Konstellationsmytologi kan också hänvisa till berättelser som kommer till i motsatt ordning, som börjar med former som känns igen i stjärnorna och sedan utvecklas till en berättelse.
Ungefär som andra typer av mytologi involverar konstellationsmytologi ofta gudar och hjältar som är större än livet och utför anmärkningsvärda gärningar. Stjärnbilden Orion är till exempel uppkallad efter en stor jägare från olika grekiska myter. Detta namn är baserat på formen av arrangemanget av stjärnor sett från jorden som utgör konstellationen, som liknar en ganska mänsklig figur som håller en båge eller kroppen av ett jagat djur. Det finns ett antal myter kring karaktären Orion, inklusive en berättelse som säger att gudinnan Artemis lurades att döda Orion; efter att ha insett vad hon hade gjort, placerade hon hans kropp i himlen för att hedra hans död.
Det finns många olika typer av stjärnbildsmytologi som kan uppstå i olika kulturer, ofta baserade på formerna av stjärnbilderna som ses på himlen. Många av de konstellationsnamn som finns kvar i västvärlden är baserade på grekiska myter och legender. Andra kulturer har dock andra typer av konstellationsmytologi för olika konstellationer.
Stjärnbilden känd som Ursa major, till exempel, har setts som många olika former, men både grekerna och Navajo såg den som en björn. I Navajo-mytologin finns berättelsen om en kvinna som tog en björn som sin man. Efter att hennes syskon berättat för sin pappa om detta dödade han björnen och kvinnan hämnades på sina bröder som blev stjärnorna på himlen som formar björnens form.
Konstellationsmytologi kan också bildas när konstellationer ses på himlen och berättelser berättas för att stödja varför dessa former kan existera i stjärnorna. Även om vissa etablerade konstellationer ofta är välkända, kan vem som helst titta upp på natthimlen och se olika former och skapa berättelser som förklarar dessa former. Allt eftersom tiden går kan det vara svårt att avgöra om antika kulturer använde detta tillvägagångssätt för att skapa konstellationsmytologi, eller om myterna gjordes för att passa in i det som sågs på himlen.