اخترفیزیک
ستاره‌شناسی مشاهداتی، تقسیم علم نجومی است که مربوط به ضبط داده‌ها است، در مقایسه با استروئی فیزیک نظری که عمدتاً مربوط به یافتن معیارهای قابل اندازه‌گیری از مدل‌های فیزیکی است. این عمل مشاهده اشیاء آسمانی با استفاده از تلسکوپ و دیگر دستگاه‌های نجومی است.
اخترشناسی
برخی از پدیده‌هایی که اخترشناسان نظری به ارائه مدل برای آن‌ها می‌پردازند عبارتند از: دینامیک ستاره‌ها، تکامل ستاره‌ها، شکل‌گیری و تکامل کهکشان‌ها، نحوهٔ توزیع ماده در ساختار بزرگ-مقیاس جهان، منشأ پرتوهای کیهانی، نسبیت عام و کیهان‌شناسی فیزیکی (شامل کیهان‌شناسی بر اساس نظریه ریسمان و اخترفیزیک ذره‌ای). نسبیت عام در اخترفیزیک به عنوان ابزاری برای سنجش خصوصیات ساختارهای بزرگ مقیاس (که در آن‌ها گرانش نقش مهمی در ایجاد پدیده‌های فیزیکی دارد) به کار می‌رود. همچنین به عنوان مدل پایه برای مطالعهٔ سیاهچاله‌ها و امواج گرانشی به کار می‌رود.