Astronómia je veda skúmajúca kozmicke telesá, ako sú planéty, hviezdy, kométy a čierne diery s použitím ďalekohľadov a kozmických sond.
Najstaršie civilizácie pozorovali hviezdy a planéty s cieľom určiť príchod ročných období. Boli to však starí Gréci, ktorí ich ako prví začali skúmať vedecky. Slovo astronómia pochádza z dvoch grećkych slov znamenajúcich ,,hviezdne zákony“.
Moderná astronomia sa začala Mikulášom Koperníkom, ktorý si uvedomil, že Slnko a nie Zem je v strede našej slnečnej sústavy. Jeho myšlienky boli publikované v roku jeho smrti 1543. Keď Galileo Galilei skonštruoval v roku 1610 nový ďalekohľad, mohol tieto myšlienky potvrdiť.V roku 1667 Isaac Newton predložil svoje gravitačné zákony, ktoré vysvetlili pohyb telies v kozme, a v roku 1915 publikoval Albert Einstein novú teóriu gravitácie, ktorá viedla k teóriam čiernych dier a veľkého tresku. Astromómovia môžu dnes určiť vzdialenosť Zeme od iných planét našej slnečnej sústavy na základe času, za ktorý radarové signály odrazené od povrchu danej planéty dorazia späť na Zem. Vzdialenosť ďalekých hviezd sa dá vypočítať podľa ich jasnosti použitím metódy nazývanej paralaxa. Najbližšia hviezda k nášmu Slnku Proxima Centauri je vo vzdialenosti viac než 42 biliónov kilometrov. Vzdialenosti hviezd sa merajú v svetelných rokoch (svetlo prejde za jeden rok vzdialenosť 9,46 bilióna kilometrov). Proxima centauri je vo vzdialenosti 4,26 svetelného roka, to znamená, že svetlu trvá 4 roky a 3 mesiace, než sa z nej dostane na Zem.
Teplota a chemické zloženie nebeských telies sa prejavia v žiarení, ktoré telesá vysielajú. Toto žiarenie zahŕňa svetelné a rádiové vlny, mikrovlny, infračervené, ultrafialové, rontgenové a gama žiarenie. Astronómovia používajú v observatóriach optické a rádiové ďalekohľady, ale aj spektroskopy (detektory žiarenie) na analyzovanie žiarenia z kozmu. Dnes je vysielanie kozmických lodí bez posádky k planétam technicky najnáročnejšia oblasť astronómie. Kozmickú loď vynesú do vesmíru planéty a loď buď pristane na planéte, alebo vyšle na povrch sondu, ktorá vysiela informácie späť na Zem. V roku 1997 vznikla sonda do Jupiterových mrakov a v tom istom roku prvý diaľkovo ovládaný robot pristál a chodil po porchu Marsu. Saturn a jeho mesiace navštívi v roku 2004 sonda Cassiny. Planétu bude obiehať po 4 roky a do hustej atmosféry jej najväčšieho mesiaca Titana spustí puzdro.