天体物理学主要是物理学的分支，是天文学的基础，它运用物理和化学原理“确定天文物体的性质，而不是它们在空间中的位置或运动”。

研究的对象包括太阳、其他恒星、星系、太阳系外行星、星际介质和宇宙微波背景。 这些天体的辐射可以覆盖整个电磁波谱，研究的性质包括光度、密度、温度和化学成分。因为天体物理学是一门包含非常广泛的学科，天体物理学家应用来自许多物理科学的概念和方法，包括经典力学、电磁学、统计力学、热力学、量子力学、相对论、核物理和粒子物理以及原子和分子物理学。