Astronomija je nauka koja proučava objekte i pojave izvan Zemlje i njene atmosfere. Ona proučava nastanak, razvoj, sastav i kretanje svih nebeskih tela (kao što su planete, zvezde, galaksije), pojave (kao što su širenje svemira i kosmičko pozadinsko zračenje), kao i nastanak, razvoj i sudbinu samog svemira. Naziv „astronomija” je grčkog porekla i potiče od reči ástron (zvezda) i nómos (zakon).
Astronomija je najstarija od svih nauka, prema pojedinim naučnicima njena kolevka je Mesopotamija, dok ima i onih koji tvrde da je to Kina. Na raznim istorijskim lokalitetima širom sveta pronađeni su mnogobrojni dokazi da su se astronomijom bavili mnogi antički narodi. U Grčkoj, Egiptu, Persiji, Kini nalazile su se prve primitivne astronomske opservatorije, a osnovni zadatak prvih astronoma bilo je mapiranje položaja zvezda i planeta. U to vreme se verovalo da je Zemlja centar svemira i da se ostala nebeska tela kreću oko nje – takvo ustrojstvo svemira poznato je kao geocentrični sistem.
Poljski naučnik Nikola Kopernik (1473–1543), utemeljivač savremene astronomije, uspostavio je u prvoj polovini XVI veka heliocentrični sistem, astronomski sistem po kojem je Sunce središte oko kojeg se kreću planete. Kopernik je posle istraživanja koja je obavio po povratku sa višegodišnjih studija u Italiji, polazeći od teorije grčkih astronoma, koji su smatrali da je Sunce centar svemira oko kojeg kruže Zemlja i ostale planete, objavio osnove heliocentričnog sistema u delu „O kruženju nebeskih tela” (De revolutionibus orbium coelestium, 1543). Naročito značajnu ulogu u razvoju novog pogleda na svemir imao je nemački astronom i matematičar Johan Kepler (1571–1630), koji je, posle dugogodišnjeg posmatranja i analize kretanja Marsa i drugih planeta, sa tri fundamentalna zakona o kretanju planeta dokazao Kopernikovu hipotezu o heliocentričnom sistemu. U narednim godinama astronomija se ubrzano razvijala, a mnogi veliki naučnici, kao što su, na primer, italijanski astronomi Đordano Bruno (1548–1600) i Galileo Galilei (1564–1642), doprineli su boljem razumevanju svemira. U početku su istraživanja obavljana bez instrumenata, posmatranjem golim okom, sve do pojave teleskopa 1609. godine. Od tada se astronomija kao nauka ubrzano razvijala i iz decenije u deceniju saznanja iz te oblasti bila su sve veća i veća.
Savremena astronomija je tesno povezana sa matematikom i prirodnim naukama, zbog čega je mnogi dele na astrometriju i astrofiziku. Međutim, ima i onih koji se ne slažu sa takvom podelom. Astronomija se kao nauka može podeliti na četiri oblasti:
1. astronomija nebeskih tela,
2. astronomija nebeskih sistema,
3. astronomija kosmičke sredine,
4. astronomija kosmosa kao celine.
U okviru svake od tih oblasti moguća je dalja podela na podoblasti: nebeska mehanika, teorijska astronomija, praktična astronomija, astrofizika, astrohemija, astrobiologija, radio-astronomija, kosmologija itd.