L'astronomie est une branche de la science qui étudie les objets en dehors de l'atmosphère de la Terre, ainsi que les mouvements et la nature de ces objets. Selon le portail e-Science pour les bibliothécaires de la Nouvelle-Angleterre, les deux branches principales de l'astronomie sont optiques et non optiques.
Le portail e-Science définit l'astronomie optique comme l'utilisation de télescopes pour étudier des images et en savoir plus sur l'univers. En astronomie non optique, les scientifiques utilisent d'autres outils et instruments pour en savoir plus sur le spectre électromagnétique. Par exemple, ils utilisent des signaux radio à basse énergie et des rayons gamma à haute énergie pour en savoir plus sur les étoiles à neutrons, les trous noirs et bien d'autres sujets.
Space.com explique les cinq sous-domaines de l'astronomie. L'astronomie planétaire est l'étude des planètes, des étoiles et d'autres corps non terrestres, ainsi que des phénomènes à l'intérieur et à l'extérieur du système solaire. L'astronomie stellaire explore comment les étoiles sont créées, comment elles évoluent et comment elles meurent. L'astronomie galactique est l'étude de la Voie lactée, tandis que l'astronomie extragalactique est l'étude de la façon dont les galaxies au-delà de la Voie lactée sont regroupées et interagissent. La cosmologie est l'étude de l'origine et du développement de l'univers, et l'astronomie est étroitement liée au domaine de l'astrophysique et chevauche de nombreux concepts de la cosmologie. En fait, les deux termes sont souvent utilisés de manière interchangeable.