Vật lý thiên văn là một ngành khoa học sử dụng vật lý và hóa học để tạo ra các lý thuyết về sự hình thành, hủy diệt và bản chất của các hành tinh, ngôi sao, thiên hà và các thiên thể giữa các vì sao khác. Nó có liên quan chặt chẽ và thường bị nhầm lẫn với hai ngành chính khác của khoa học vũ trụ: vũ trụ học và chiêm tinh học.
Nói chung, thiên văn học đo lường các vị trí, chuyển động và đặc điểm cụ thể của các thiên thể giữa các vì sao, trong khi vật lý thiên văn cố gắng xác định thêm về bản chất hoặc vật lý đằng sau những đặc điểm này. Vũ trụ học có liên quan chặt chẽ hơn với vật lý thiên văn, vì nó cố gắng đạt được những mục tiêu tương tự trên quy mô lớn hơn nhiều, nghiên cứu vật lý của toàn bộ vũ trụ và các thiên thể lớn khác.
Theo NASA, mục tiêu của vật lý thiên văn là để hiểu rõ hơn về nguồn gốc của vũ trụ, cách các hành tinh và các thiên thể khác được tạo ra và cách vận hành của vũ trụ nói chung. Một mục tiêu chính khác của vật lý thiên văn là khám phá xem có hay không sự sống tồn tại ở những nơi khác trong vũ trụ. Ngoài ra, một số nhà vật lý thiên văn dành các nghiên cứu của họ về khả năng du hành thời gian và các câu hỏi suy đoán khác như vậy. Trên thực tế, hầu hết công việc do các nhà vật lý thiên văn thực hiện hầu như dựa hoàn toàn vào vật lý lý thuyết và quan sát, vì hầu như không có cách nào để kiểm tra bất kỳ giả thuyết nào của họ.
