天文学是研究地球大气层以外一切事物的学科。它应用物理学、生物学和地质学来解释空间、恒星和天体的起源和演化。想要进入这一研究领域的人可能希望专门关注一个子领域。
天文学的四个子领域是:天体物理学;天体测量学;太空地质学;和天体生物学。以下是对每个子领域及其重点的简要描述。
天体物理学
天体物理学作为一门科学学科，诞生于19世纪中叶的欧洲。观测天体物理学的重点是通过使用望远镜和其他天文设备来记录数据，以观测天体。理论天体物理学的重点是创建理论模型，并找出这些模型的观测含义和结果。
与研究地球物理的地球物理学类似，天体物理学是天文学的一个分支，它应用物理定律来解释宇宙中物体(如行星、恒星、星系和星云)的诞生、生命和死亡。与太空中物体的相互作用是通过研究它们发射的辐射量来完成的。行星、恒星等发出的这些辐射，可以通过观察某些性质来检查，如温度、密度、光度和化学成分。
天体物理学的大部分研究都集中在发展理论，以帮助我们理解辐射是如何产生的。天体物理学家运用了许多物理学学科来做到这一点，包括原子核和粒子物理学、原子和分子物理学、电磁学、相对论、热力学、经典力学、统计力学和量子力学。
天体物理学与天文学和宇宙学紧密相连。这三者之间的区别是:天体物理学创造了宇宙中小到中等尺寸结构的物理理论;天文学计算运动、位置和光度;宇宙学创造了宇宙中最大结构的物理理论，并研究宇宙作为一个整体的膨胀和演化。
天体测量学
天体测量学是天文学的一个分支，专注于精确测量恒星和其他天体在空间中的位置和运动。这是用来绘制和探测太阳系外行星位置和运动的最古老的科学方法(太阳系外行星是太阳系外的任何行星体，通常围绕太阳以外的恒星运行)。天体测量可以提供关于太阳系和银河系的运动和起源的宝贵信息，这是空间中恒星和单个物体运动的参考框架，还可以帮助确定星系中暗物质的分布。
天体测量学的另一个方面是误差校正，因为有一些因素会在测量恒星位置时引入误差。这些因素包括:观测者的误差、测量仪器的缺陷和大气条件。对仪器进行改进和对数据进行补偿可以减少这些误差。然后，通过使用统计过程来计算数据估计和误差范围，可以研究和分析结果。
太空地质学
天体地质学可以被看作是地球科学的母科学。这与地球科学非常相似，只不过是针对太阳系中的其他天体。天体地质学(也称为行星地质学或外地质学)，主要研究行星及其卫星、小行星、彗星和陨石的地质(岩石、地形和物质)。天体地质学研究的是了解类地行星(类地行星是主要由岩石或金属组成的行星，如水星、金星、地球和火星)的内部结构，并研究这些行星上的火山、熔岩流、陨石坑、裂谷和风活动。巨型行星及其卫星的结构以及太阳系小天体的构成也被研究。
这一领域的研究正在进行中，每一项发现都有助于科学家更好地了解地球与太阳系邻居的演化。我们太阳系中的每一颗行星都有独特的地质特征，这些特征是科学家多年来通过望远镜观测或太空探测器返回的数据发现的。
太阳系中的每个行星都有自己的专门研究:
太阳学——研究太阳的学科
水银学:研究水银的科学
金星学:研究金星的学科
月球学——研究月球的学科
火星学——研究火星的学科
天顶学——研究木星的学科
土星学——研究土星的学科
天王星学—研究天王星的学科
海神学——研究海神的学科
Hedeology -冥王星的研究
天体生物学
天体生物学(以前称为外星生物学)是天文学的一个分支，专注于寻找地球以外的生命。它研究宇宙中生命的起源、演化、分布和未来，并考虑地外生命是否存在的问题，如果存在，人类如何探测到它。美国宇航局目前的天体生物学项目解决了三个基本问题:生命是如何开始和进化的?地球以外有生命吗?如果有，我们如何探测到它?地球和宇宙中生命的未来是什么?
虽然天体生物学在很大程度上是一个新兴和发展中的领域，但关于宇宙其他地方是否存在外星生命的问题是一个合理的理论，因此是一个有效的科学探索。行星科学家大卫·格林斯彭(David Grinspoon)称天体生物学是“自然哲学的一个领域，以已知的科学理论为基础，对未知事物进行推测”。天体生物学领域已经做出了巨大的努力来强调教育的重要性，既要培养下一代科学家，也要让公众知道任何突破。
这个领域曾经被认为是科学探索的主流之外，但现在已经成为一个正式的研究领域。20年前，没有一所大学专门开设天体生物学学位课程，甚至很少有大学开设这一领域的课程。今天，美国的每一所主要大学都至少有一门天体生物学课程，许多大学还设有学位课程。
这些任务刚刚开始将天体生物学提升到一个新的理解水平。鉴于人们对生命起源和流行问题的无尽迷恋，天体生物学将持续很长一段时间。
