Tähtkuju mütoloogia viitab tavaliselt lugudele, mis on loodud või räägitud tähtede paigutusest taevas nii, nagu need on Maa pinnalt nähtavad. Paljud neist lugudest põhinevad muudel mütoloogilistel lugudel, sageli kangelasi või muid tegelasi kujutab taevas lõpuks mingi müütiline jõud, näiteks jumalus. See tähendab, et tähtkuju taga olev lugu on sageli seotud olemasoleva müüdiga. Tähtkuju mütoloogia võib viidata ka lugudele, mis tekivad vastupidises järjekorras, alustades tähtedes äratuntavatest kujunditest ja arenedes seejärel looks.
Sarnaselt muud tüüpi mütoloogiaga hõlmab tähtkuju mütoloogia sageli jumalusi ja kangelasi, kes on elust suuremad ja sooritavad tähelepanuväärseid tegusid. Näiteks Orioni tähtkuju on saanud nime suure jahimehe järgi erinevatest kreeka müütidest. See nimi põhineb tähtkuju Maalt vaadatuna kujutatud tähtede paigutusel, mis meenutab üsna inimlikku vibu hoidvat kuju või kütitud looma keha. Tegelase Orioni ümber levib hulk müüte, sealhulgas üks lugu, mis väidab, et jumalanna Artemis petti Orionit tapma; olles mõistnud, mida ta oli teinud, asetas ta tema surnukeha taevasse tema surma auks.
Erinevates kultuurides võib tekkida palju erinevat tüüpi tähtkujude mütoloogiat, mis põhinevad sageli taevas nähtud tähtkujude kujudel. Paljud läänemaailma jäänud tähtkujude nimed põhinevad kreeka müütidel ja legendidel. Teistes kultuurides on aga erinevate tähtkujude jaoks teist tüüpi tähtkujude mütoloogia.
Näiteks Ursa major nime all tuntud tähtkuju on nähtud paljude erinevate kujudena, kuid nii kreeklased kui ka navaho nägid seda karuna. Navaho mütoloogias on lugu naisest, kes võttis oma meheks karu. Pärast seda, kui tema õed-vennad isale sellest rääkisid, tappis ta karu ja naine maksis kätte oma vendadele, kellest said taevatähed, mis moodustavad karu kuju.
Tähtkuju mütoloogia võib tekkida ka siis, kui tähtkujusid nähakse taevas ja räägitakse jutte, et toetada, miks need kujundid võivad tähtedes eksisteerida. Kuigi teatud väljakujunenud tähtkujud on sageli hästi teada, võib igaüks vaadata öist taevast ja näha erinevaid kujundeid ning luua lugusid, mis neid kujundeid selgitavad. Aja möödudes võib olla raske kindlaks teha, kas iidsed kultuurid kasutasid seda lähenemist tähtkujude mütoloogia loomisel või kas müüdid sobitati taevas nähtuga.