علم الفلك هو الدراسة العلمية للأجرام السماوية والظواهر التي تحدث خارج نطاق الغلاف الجوي. وهو يدرس تطور الأجرام السماوية، الفيزياء، والكيمياء، والحركة، بالإضافة إلى تكون وتطور الكون. ويعد علم الفلك أحد العلوم القديمة.
أجرى علماء الفلك الأوائل ملاحظات منهجية للسماء في المساء، وأكتشفوا تحف فلكية خلال فترات مبكرة جداً. ومع ذلك، كان من الضروري اختراع التلسكوب قبل أن يتطور علم الفلك ليصبح من العلوم الحديثة. وشمل علم الفلك تخصصات متنوعة على مر التاريخ مثل القياسات الفلكية، والملاحة الفضائية، وعلم الفلك النسبي، ووضع التقاويم، وعلم التنجيم، ولكن علم الفلك الاحترافي يعتبر مرادفاً لعلم الفيزياء الفلكي.
فروع علم الفلك
علم الفلك البصري: يهتم علم الفلك البصري بدراسة الأجرام السماوية ضمن نطاق الضوء المرئي، ويمكن الاستدلال عليه من خلال الصور التي تقدمها المجسّات الفضائية، والتلسكوبات، مثل تلسكوب هابل الفضائي (بالإنجليزية: Hubble Space Telescope)، والتي تعطي كميةً كبيرةً من المعلومات حول طبيعة هذه الأجرام، وبنيتها، وتطورها.
علم الفلك غير البصري: يعتمد هذا العلم على استخدام أدوات لدراسة الأجرام السماوية ضمن نطاق الضوء غير المرئي، ويمكن تقسيم هذا الفرع حسب أطوال الموجات الضوئية إلى عدة أقسام، مثل علم الفلك المعتمد على استخدام الأشعة تحت الحمراء، أو أشعة غاما، أو أشعة الراديو وغيرها.