Astronomía observacional
Como ciencia, el estudio de la astronomía se ve algo obstaculizado por el hecho de que los experimentos directos con las propiedades del universo distante no son posibles. Sin embargo, esto es parcialmente compensado por el hecho de que los astrónomos tienen un vasto número de visibles ejemplos de fenómenos estelares que pueden ser examinados. Esto permite que los datos de observación se puedan representar en gráficos y tendencias generales. Ejemplos cercanos de fenómenos específicos, como las estrellas variables, puedan entonces ser utilizadas para inferir el comportamiento de este tipo de estrellas que se hallan mucho más alejadas. Estos puntos de referencia pueden por lo tanto ser empleados para medir otros fenómenos en ese vecindario, incluyendo la distancia a una galaxia.
Astronomía histórica
La astronomía histórica es la ciencia de analizar datos astronómicos históricos. La American Astronomical Society (AAS) de Estados Unidos, fundada en 1899, declara que su División de Astronomía Histórica «... existirá con el propósito de promover el interés en temas relacionados con la naturaleza histórica de la astronomía. Por astronomía histórica incluimos la historia de la astronomía, lo que ha llegado a conocerse como arqueoastronomía, y la aplicación de registros históricos a problemas astrofísicos modernos». Las observaciones históricas y antiguas se utilizan para rastrear teóricamente tendencias a largo plazo, como los patrones de eclipses y la velocidad de las nubes nebulares. Por el contrario, utilizando una actividad fenomenológica conocida y bien documentada, los astrónomos históricos aplican modelos informáticos para verificar la validez de las observaciones antiguas, así como para fechar las observaciones y documentos que de otro modo serían desconocidos.