astrofysica, de toepassing van de theorieën en technieken van de moderne natuurkunde op de astronomie. Astrofysica omvat de studie van de zon en andere sterren, planeten, kometen, nevels, en het universum als geheel. Het is een belangrijke tak van de astronomie, die alle, op enkele astronomische vakgebieden na, bestrijkt.

Een van de belangrijkste technieken die in de astrofysica worden gebruikt, is spectroscopie. Bij spectroscopie, licht wordt verspreid in een spectrum. Het spectrum wordt vervolgens geanalyseerd om verschillende eigenschappen van de lichtbron te bepalen. Bijvoorbeeld, het spectrum van een ster kan worden gebruikt om de chemische samenstelling van de ster te bepalen, temperatuur, oppervlaktecondities, en magnetische eigenschappen.

Naast licht, astrofysici bestuderen andere vormen van straling die wordt uitgezonden door hemellichamen. Waarnemingen van infrarode straling en radiogolven kunnen worden gemaakt vanaf het aardoppervlak, maar andere vormen van straling, zoals ultraviolette straling en röntgenstralen, worden geblokkeerd door de atmosfeer van de aarde en kunnen alleen worden bestudeerd met instrumenten die hoog in de atmosfeer worden gedragen of in een baan om de aarde worden geplaatst.

Astrofysica begon in de tweede helft van de 19e eeuw met studies van de spectra van de zon en andere sterren. Met de ontwikkeling van de moderne atoomtheorie in het begin van de 20e eeuw, er werden grote vorderingen gemaakt in het begrijpen van de aard van spectra. Aangezien verschillende natuurkundige principes zijn ontdekt of beter begrepen, ze zijn gebruikt in de astrofysica. Bijvoorbeeld, de ontdekking van kernreacties waarbij waterstofatomen zich combineren en heliumatomen vormen, energie vrijmaken, gaf een verklaring voor de energiebron in sterren; en de algemene relativiteitstheorie heeft astrofysici enorm geholpen bij het begrijpen van astronomische verschijnselen waarbij objecten met grote massa betrokken zijn en bij het beschrijven van de structuur van het universum als geheel.