Astronomía
Los temas estudiados por astrónomos teóricos incluyen: dinámica estelar y evolución estelar; formación y evolución de las galaxias; origen de los rayos cósmicos; relatividad general y cosmología física, incluyendo teoría de cuerdas.
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.