La costellazione dei Gemelli rappresenta i gemelli Castore e Polluce; ai Greci essi erano noti come i Dioscuri, che letteralmente significa «figli di Zeus». I mitologi, però, non furono tutti d'accordo sul fatto che fossero entrambi veramente figli di Zeus, a causa delle insolite circostanze della loro nascita. La loro madre era Leda, Regina di Sparta, alla quale fece un giorno visita Zeus, sotto forma di cigno (rappresentato nella costellazione del Cigno). Quella stessa notte Leda giacque anche con il marito, il Re Tindaro. Entrambe le unioni furono allietate da prole, poiché in seguito Leda diede alla luce quattro bambini. Secondo la versione più comunemente accettata, Polluce ed Elena (la futura famosa Elena di Troia) erano figli di Zeus, e quindi immortali, mentre Castore e Clitennestra erano figli di Tindaro, e quindi erano mortali.
Castore e Polluce crebbero molto legati l'uno all'altro, non litigarono mai né mai agirono senza prima consultarsi. Si diceva che si assomigliassero molto fisicamente e che persino si vestissero allo stesso modo, come spesso fanno i gemelli. Castore fu un famoso cavaliere e guerriero e insegnò a Eracle a tirare di scherma, mentre Polluce fu un campione di pugilato.
Gli inseparabili gemelli si unirono alla spedizione di Giasone e degli Argonauti alla ricerca del vello d'oro. Le abilità pugilistiche di Polluce tornarono utili quando gli Argonauti approdarono in una regione dell'Asia Minore governata da Amico, un figlio di Poseidone. Amico, lo sbruffone più sbruffone del mondo, non permetteva ai visitatori di andarsene se prima non si battevano con lui in un incontro di pugilato che, invariabilmente lo vedeva vincitore. Si recò sulla spiaggia dove la nave era agli ormeggi e sfidò l'equipaggio a trovare qualcuno che l'affrontasse. Polluce, istigato dall'arroganza di quell'uomo, accettò immediatamente e i due tirarono fuori i guantoni di cuoio. Polluce evitò facilmente gli assalti del suo avversario, come un torero quando si fa di lato per evitare la carica del toro, e atterrò Amico con un colpo alla testa che gli spaccò il cranio.
I marinai credevano che durante le bufere in mare i gemelli apparissero sugli alberi delle navi grazie a un fenomeno di elettricità atmosferica conosciuto come fuoco di Sant'Elmo, come descrive Plinio, lo scrittore latino del I secolo d.C., nel suo libro Storia naturale:
« Durante un viaggio le stelle si illuminano su pennoni e su altre parti della nave. Se sono due significano salvezza e predicono la conclusione positiva del viaggio. Per questo motivo vengono chiamate Castore e Polluce, e la gente si rivolge a loro come a dèi per ricevere soccorso in mare. »
Un unico bagliore si chiamava un «Elena» ed era considerato presagio di disastro.
Castore e Polluce si scontrarono con un'altra coppia di gemelli, Idas e Linceo, a proposito di due belle donne. Ida e Linceo (che erano anche membri dell'equipaggio della nave Argo) erano fidanzati con Febe e Ilaria, ma Castore e Polluce gliele rubarono. Ida e Linceo li inseguirono e le due coppie di gemelli si batterono. Castore fu trafitto da una spada sguainata da Linceo, che fu subito ucciso da Polluce. Ida attaccò Polluce ma fu respinto da una folgore di Zeus, Polluce pianse il suo fratello morto e chiese a Zeus di concedere a entrambi l'immortalità. Zeus li sistemò insieme in cielo come la costellazione dei Gemelli, dove sono raffigurati abbracciati, inseparabili per l'eternità.
Le due stelle più brillanti della costellazione si chiamano Castore e Polluce e indicano i punti delle teste dei gemelli. Gli astronomi hanno scoperto che in realtà Castore è un sistema di sei stelle tenute insieme dalla forza di gravità. Polluce è una stella gigante arancione. Differentemente dai gemelli che rappresentano, le stelle Castore e Polluce non sono collegate poiché si trovano a distanze differenti da noi. Eta dei Gemelli si chiama Propus che in greco significa «piede davanti», un nome che fa la sua prima apparizione in Eratostene.
