ดาราศาสตร์ คือ วิทยาศาสตร์ที่ศึกษาวัตถุท้องฟ้า (อาทิ ดาวฤกษ์ ดาวเคราะห์ ดาวหาง และดาราจักร) รวมทั้งปรากฏการณ์ทางธรรมชาติต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นจากนอกชั้นบรรยากาศของโลก โดยศึกษาเกี่ยวกับวิวัฒนาการ ลักษณะทางกายภาพ ทางเคมี ทางอุตุนิยมวิทยา และการเคลื่อนที่ของวัตถุท้องฟ้า ตลอดจนถึงการกำเนิดและวิวัฒนาการของเอกภพ นักดาราศาสตร์ทำการศึกษาค้นคว้าหาข้อเท็จจริงเกี่ยวกับดาราศาสตร์โดยใช้กล้องโทรทรรศน์และเครื่องบันทึกสัญญาณต่างๆ เช่น สเปกโทรกราฟ โฟโตมิเตอร์ อินเตอร์เฟียโรมิเตอร์ เพื่อคำนวณตำแหน่งของดาวฤกษ์และดาวเคราะห์ คำนวณโคจรของดาวเคราะห์ ดาวหาง และดาวเคราะห์น้อย ศึกษาปรากฏการณ์บนท้องฟ้า เช่น อุปราคา ฝนดาวตก แสงเหนือ แสงใต้ เป็นต้น
ฟิสิกส์ดาราศาสตร์ เป็นแขนงวิชาทางดาราศาสตร์ ว่าด้วยสมบัติทางกายภาพของวัตถุในอวกาศ ไม่ว่าจะเป็นดาวฤกษ์ ดาราจักร และเอกภพทั้งหลายทั้งมวล จะเน้นศึกษาในเชิงฟิสิกส์ กระบวนการทางฟิสิกส์ที่มาใช้อธิบาย หรือทำนาย มากกว่าศึกษาตำแหน่งหรือการเคลื่อนที่ของวัถตุต่าง ๆ ในอวกาศ นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์จึงทำหน้าที่เป็นนักวิจัยประเมินและวิเคราะห์ฟิสิกส์ของดาราศาสตร์ นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์อาจทำการวิจัยเกี่ยวกับดาวเคราะห์ ดวงดาวในกาแลคซี และวัตถุอื่นๆในจักรวาล พวกเขามีความรู้เชิงลึกเกี่ยวกับฟิสิกส์และนำไปใช้กับทฤษฎีโหราศาสตร์
กาลิเลโอ กาลิเลอี พัฒนาเทคนิคของกล้องโทรทรรศน์และผลสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ที่สำคัญจากกล้องโทรทรรศน์
สตีเฟน วิลเลียม ฮอว์กิง อธิบายความเป็นไปในจักรวาล โดยนำทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป กับกลศาสตร์ควอนตัม อธิบายถึงจุดเริ่มต้นของ Big Bang และวาระสุดท้ายของหลุมดำ
สามารถจำแนกด้วยวิธีการวิจัย แบ่งเป็น 3 ประเภทใหญ่ๆ ดังนี้
หรือสามารถจำแนกได้ตามขนาดของวัตถุหรือระยะทางที่เราศึกษา ได้ดังนี้
สามารถประกอบอาชีพเป็นนักวิจัย อาจารย์ในมหาวิทยาลัย นักดาราศาสตร์ นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ในหน่วยงานวิจัย และอาชีพอื่นๆ ที่ต้องใช้ทักษะทางวิเคราะห์และคำนวณด้วยคอมพิวเตอร์ซึ่งเป็นทักษะที่ได้จากการทำงานวิจัยในด้านนี้