Sirius A ist ein Hauptreihenstern vom Spektraltyp A1 mit der Leuchtkraftklasse Vm.[4] Seine Masse ist etwa 2,1-mal so groß wie die der Sonne[11][10]. Sein Durchmesser, der das 1,7-fache der Sonne beträgt, wurde durch ein astronomisches Interferometer bestimmt.[7] Sirius' Leuchtkraft ist 23-mal so hoch wie die der Sonne.[4] Die Oberflächentemperatur beträgt knapp 10.000 K. Die Untergrenze für die Rotationsgeschwindigkeit am Äquator liegt bei 16 km/s, woraus eine Rotationsdauer von etwa 5,5 Tagen folgt.[12] Diese niedrige Geschwindigkeit lässt keine messbare Abplattung der Pole erwarten.[13] Im Gegensatz dazu rotiert die ähnlich große Wega mit 274 km/s sehr viel schneller, was eine erhebliche Ausbuchtung am Äquator zur Folge hat
Gegenüber der helleren Komponente Sirius A hat der Begleitstern Sirius B nur eine scheinbare Helligkeit von 8,5m. Es stellte sich 1923 heraus, dass Sirius B etwa eine Sonnenmasse besitzt und eine Oberflächentemperatur von rund 25.000 K aufweist und damit viel heißer als die Sonne ist. Beide Werte sind auch nach heutigem Kenntnisstand korrekt.[23] Die Helligkeit von Sirius B beträgt allerdings nur ein Zehntausendstel derjenigen von Sirius A, so dass der Durchmesser von Sirius B wesentlich kleiner sein muss. Moderne Modellrechnungen bestimmen den Durchmesser von Sirius B auf ca. 11.700 km. Somit ist er etwas kleiner als die Erde,[23] aber dennoch einer der größten bekannten Weißen Zwerge. Die Schwerkraft auf der Oberfläche von Sirius B ist knapp 400.000 mal höher als auf der Erde (log g = 8,556[2]), seine mittlere Dichte beträgt fast 2,5 Tonnen/cm3.
