Thiên văn học là lĩnh vực nghiên cứu khoa học các vật thể vũ trụ (như sao, hành tinh, sao chổi, tinh vân, quần tinh, thiên hà) và các hiện tượng có nguồn gốc bên ngoài khí quyển Trái Đất (như bức xạ nền vũ trụ). Nó nghiên cứu sự phát triển, tính chất vật lý, hoá học, khí tượng học, và chuyển động của các vật thể vũ trụ, cũng như sự hình thành và phát triển của vũ trụ.

Tìm kiếm để làm sáng tỏ những bí ẩn của vũ trụ, các nhà thiên văn học thực hiện đồng thời công việc của một nhà quan sát và công việc nghiên cứu cơ bản. Các vị trí tuyển dụng cho công việc này khá hiếm hoi, vì vậy môi trường cạnh tranh ứng tuyển rất gay gắt. Việc nghiên cứu thiên văn và vật lý thiên văn được thực hiện trong đài quan sát, các phòng thí nghiệm tại các trường đại học hoặc tại Trung tâm Quốc gia Nghiên cứu khoa học.

Nhà thiên văn thực hiện việc quan sát của mình tại các địa điểm được chọn lựa, nằm ngoài sự ô nhiễm ánh sáng được tạo ra bởi các khu vực đô thị, thường các địa điểm này ở vị trí rất cao hoặc trong sa mạc. Họ quan sát trong đêm và sau đó trở lại phòng thí nghiệm để phân tích dữ liệu trên máy tính. Họ có thể sử dụng các phép đo thu được bởi tàu thăm dò không gian. Khi dữ liệu được phân tích, nhà thiên văn học giải thích các kết quả bằng cách sử dụng mô hình để mô tả, ví dụ như các quá trình vật lý chi phối cuộc sống của sao chổi, các ngôi sao và các thiên hà.

Công việc của nhà thiên văn học cũng có thể bao gồm việc thiết kế hoặc cải tiến các công cụ như kính thiên văn, phổ kí, máy dò bức xạ hoặc các vệ tinh quan sát...

Các nhà lí luận thiên văn học xây dựng lý thuyết toán học hoặc vật lý hoặc các mô hình, để mô tả trạng thái hiện tại, quá khứ và sự tiến hóa của các thiên thể và của vũ trụ. Họ được trợ giúp bởi các siêu máy tính.

Nhà thiên văn học thường đi ra nước ngoài để tiến hành các phép đo, quan sát, trao đổi với các đối tác nước ngoài và xác minh các giả thuyết

Một số tố chất cần thiết của nhà Thiên văn học:

- Thích tìm tòi khám phá những quy luật của tự nhiên

- Suy nghĩ sâu sắc, độc lập, sáng tạo

- Yêu thích khoa học, có hứng thú với các tin tức khoa học

- Thông minh, có khả năng tư duy logic, khả năng phân tích

- Có khả năng tự tổ chức công việc, tự học, tự nghiên cứu

- Kiên trì, chăm chỉ, chịu khó, ngăn nắp, tỉ mỉ

- Thích đọc sách, tìm hiểu các kiến thức mới

- Thích chơi giải đố, giải ô chữ và các trò chơi trí tuệ

- Học tốt các môn tự nhiên