Die Astronomie (griechisch ἀστρονομία für „Sternenkunde“, von ἄστρον ástron „Stern“ und νόμος nómos „Gesetz“) ist die Wissenschaft von den Gestirnen. Sie untersucht mit naturwissenschaftlichen Mitteln die Positionen, Bewegungen und Eigenschaften der Objekte im Universum, also der Himmelskörper (Planeten, Monde, Asteroiden, Sterne einschließlich der Sonne, Sternhaufen, Galaxien und Galaxienhaufen), der interstellaren Materie und der im Weltall auftretenden Strahlung. Darüber hinaus strebt sie nach einem Verständnis des Universums als Ganzes, seiner Entstehung und seinem Aufbau.
Obwohl die Astronomie nur an wenigen Schulen ein Unterrichtsfach ist, finden ihre Forschungsergebnisse in der Öffentlichkeit viel Interesse; als Amateurastronomie ist sie ein weit verbreitetes Hobby. Dies hängt einerseits mit dem „erhebenden“ Eindruck zusammen, den der Sternhimmel auch bei freisichtiger Beobachtung macht, andererseits mit ihrer thematischen Vielfalt, der Berührung philosophischer Fragen und der Verbindung zur Raumfahrt.
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Die Astronomie gilt als eine der ältesten Wissenschaften. Ihre Anfänge liegen im Nachdenken über die Himmelserscheinungen, in der kultischen Verehrung der Gestirne und im Erarbeiten von Kalender bzw. Zeitbestimmung . In einem jahrtausendelangen Prozess – besonders gut erkennbar in der Himmelskunde Mesopotamiens und Griechenlands – trennten sich zunächst Astronomie und („Natur“)-Religion, später Astronomie und Meteorologie, in der Frühmoderne dann Astronomie und Astrologie. Wesentliche Meilensteine für unser Wissen über das Weltall waren die Erfindung des Fernrohrs vor etwa 400 Jahren, das die kopernikanische Wende vollendete, sowie später im 19. Jahrhundert die Einführung der Fotografie und Spektroskopie.
Seit den 1960er-Jahren haben Astronomen mit der unbemannten und bemannten Raumfahrt die Möglichkeit, die Erdatmosphäre zu überwinden und ohne ihre Einschränkungen zu beobachten – also ohne Luftunruhe und in allen Bereichen des elektromagnetischen Spektrums. Dazu kommt erstmals die Möglichkeit, die untersuchten Objekte direkt zu besuchen und dort andere als nur rein beobachtende Messungen durchzuführen. Parallel dazu werden immer größere Teleskope für bodengebundene Beobachtungen gebaut.
Die astronomische Wissenschaft unterteilt sich allgemein nach den untersuchten Objekten, sowie danach, ob die Forschung theoretischer oder beobachtender Natur ist. Wichtige grundlegende Fachgebiete sind die beobachtende Astronomie, die Astrophysik, die Astrometrie und die Himmelsmechanik, während die theoretische Astronomie analytische und numerisch-physikalische Modelle der Himmelskörper und Phänomene entwickelt.
Die wichtigsten Untersuchungsgebiete der Himmelskunde sind die Physik des Sonnensystems, insbesondere die Planetologie, die Galaktische Astronomie, die die Milchstraße und ihr Zentrum erforscht, die Extragalaktische Astronomie, die den Aufbau anderer Galaxien und ihrer aktiven Kerne, oder Gammablitze als die energiereichsten Vorgänge im Universum untersucht, sowie die relativistische Astrophysik, die sich etwa mit Schwarzen Löchern beschäftigt. Die Stellarastronomie untersucht Geburt, Entwicklung und Tod der Sterne. Die Kosmologie hat die Geschichte und die Entstehung des Universums zum Gegenstand, während die Kosmogonie die Geschichte unseres eigenen Sonnensystems beschreibt. Sie erlebt derzeit eine Erweiterung durch das neueste Fachgebiet Exoplanetologie.
Die Integration vieler Messmethoden bringt es mit sich, dass man die Beobachtende Astronomie immer weniger nach benutzten Wellenlängenbereichen (Radioastronomie, Infrarotastronomie, Visuelle Astronomie, Ultraviolettastronomie, Röntgenastronomie und Gammaastronomie) einteilt, weil die Forschergruppen und (im Idealfall) auch der einzelne Wissenschaftler Informationen aus allen diesen Quellen heranziehen kann.
Die bis etwa 1900 vorherrschenden Methoden der klassischen Astronomie sind weiterhin als Basis für andere Teilgebiete unentbehrlich. Sie erforschen als Positionsastronomie mittels astrometrischer Verfahren, der Himmelsmechanik und Stellarstatistik den Aufbau des Weltalls und katalogisieren die Himmelskörper (v.a. durch Sternkataloge, Bahnbestimmungen und Ephemeriden). Im Gegensatz zu diesen überwiegend geometrischen Verfahren erforscht die Astrophysik mit ihren heute sehr vielfältigen Beobachtungstechniken die Physik der astronomischen Objekte und des ferneren Weltalls. Daneben kann die Raumfahrt als experimentelle Astronomie angesehen werden, und die Kosmologie als theoretische Disziplin.
