天體物理學(xué)(Astrophysics)是天文學(xué)的三個(gè)分支之一,是研究宇宙的物理學(xué)，包括星體的物理性質(zhì)(光度，密度，溫度，化學(xué)成分等等)和星體與星體彼此之間的相互作用。應用物理理論與方法，天體物理學(xué)探討恒星結構、恒星演化、太陽(yáng)系的起源和許多跟宇宙學(xué)相關(guān)的問(wèn)題。

　　天體物理實(shí)驗數據大多數是依賴(lài)觀(guān)測電磁輻射獲得。比較冷的星體，像星際物質(zhì)或星際云會(huì )發(fā)射無(wú)線(xiàn)電波。大爆炸后，經(jīng)過(guò)紅移，遺留下來(lái)的微波，稱(chēng)為宇宙微波背景輻射。研究這些微波需要非常大的無(wú)線(xiàn)電望遠鏡。太空探索大大地擴展了天文學(xué)的疆界。由于地球大氣層的干擾，紅外線(xiàn)、紫外線(xiàn)、伽馬射線(xiàn)和X射線(xiàn)天文學(xué)必須使用人造衛星在地球大氣層外做觀(guān)測實(shí)驗。

　　光學(xué)天文學(xué)通常使用加裝電荷耦合元件和光譜儀的望遠鏡來(lái)做觀(guān)測。由于大氣層會(huì )干涉觀(guān)測數據的品質(zhì)，還必須配備調適光學(xué)系統，或使用太空望遠鏡，才能得到最優(yōu)良的影像。在這頻域里，恒星的可見(jiàn)度非常高。借著(zhù)觀(guān)測化學(xué)頻譜，可以分析恒星、星系和星云的化學(xué)成份。

　　理論天體物理學(xué)家及實(shí)測天體物理學(xué)家分別扮演這門(mén)學(xué)科當中的兩大主力研究者，兩者專(zhuān)業(yè)分工。理論天體物理學(xué)家通常扮演大膽假設的研究者，理論不斷推陳出新，對于數據的驗證關(guān)心程度較低，假設程度太高時(shí)，經(jīng)常會(huì )演變成偽科學(xué)，一般都是天體物理學(xué)研究者當中的激進(jìn)人士。實(shí)測天體物理學(xué)家通常本身精通理論天體物理，在相當程度上來(lái)說(shuō)也有能力自行發(fā)展理論，扮演小心求證的研究者，通常是物理實(shí)證主義的奉行者，只相信觀(guān)測數據，經(jīng)常對理論天體物理學(xué)所提出的假說(shuō)進(jìn)行證偽或證實(shí)的活動(dòng)，一般都是天體物理學(xué)研究者當中的保守人士。