Memandangkan astronomi merangkumi bidang yang luas, astronomi biasanya dibahagikan kepada beberapa cabang. Pembahagian ini tidak unik dan pertindihan dan pakar astronomi yang kerjanya merangkumi beberapa cabang adalah perkara biasa. .

Perbezaan utama adalah di antara (astronomi pencerapan dan teori) berbanding dengan astrofizik. Pemerhati menggunakan pelbagai cara untuk mendapatkan data mengenai fenomena berbeza, data yang kemudiannya digunakan oleh pakar teori untuk mereka dan membentuk teori dan model, untuk menjelaskan pemerhatian dan meramalkan pencerapan baru. Bidang kajian juga dikelaskan kepada dua cara: menurut perkara, biasanya menurut kawasan angkasa (contoh astronomi galaksi) atau masalah (seperti pembentukan bintang atau kosmologi); dan menurut cara pakar astronomi mendapatkan data (contoh astronomi optikal atau radioastronomi)

Ia adalah mustahil untuk menentukan bilakah bidang astronomi bermula. Sejak beribu-ribu tahun dahulu pastinya manusia telah pun mendongak kearah langit dengan penuh kekaguman dengan apa yang dilihat itu.Dari satu segi, mereka merupakan pemerhati bintang; mereka menyedari perkara luar biasa yang berlaku, seperti gerhana bulan dan matahari,tidak hairanlah rekod bertulis mengenai teori dan pengamatan manusia telah wujud sejak tulisan dicipta.