天文学是一门研究宇宙空间中各种天体及其相关现象的科学。其研究对象涵盖了从月球、太阳、行星、恒星、银河系到河外星系乃至整个宇宙的所有天体。

天文学家将所有的星星和物体统称为天体。尽管地球本身也是一个天体，但在天文学中通常仅考虑其总体特性而不深入探讨其具体细节。同时，人造卫星、载人飞船等人工制造的飞行器也被视为天体，因为它们的运动属性也是天文学的研究范畴。

许多人常常混淆天文与气象的区别，甚至会错误地向天文台询问天气状况。这种误解可能源于两者都涉及到天空的现象。然而，天文学研究的是宇宙空间内的天体及其活动，而气象学关注的是地球大气层内部的气象变化。因此，预测日食、月食或流星雨是天文学的任务，而预报台风、气温异常等则是气象学家的责任。

宇宙中的天体可以根据距离地球的远近分为多个层次：

- 太阳系天体：包括太阳、行星、卫星、小行星、彗星、流星体以及行星间的物质。

- 银河系中的恒星和恒星集群：如变星、双星、聚星、星团、星云和星际物质。太阳作为银河系中的一颗普通恒星，也在这一类别之中。

- 河外星系：即除银河系外的类似庞大恒星系统的集合体，还包括双星系、多重星系、星系团、超星系团等大型天体群。此外，还有存在于星系之间的一些物质。

天文学还探究整个可观测宇宙的起源、结构、演变和未来命运，这部分内容属于宇宙学的研究领域。

天文学根据研究内容的不同，可分为三个主要分支学科：天体测量学、天体力学和天体物理学。天体测量学是天文学中历史最悠久的部分，专注于测定天体位置和运动，建立天球坐标系等工作。天体力学则侧重于研究天体间的相互作用、运动和形状，尤其是天体的自转。天体物理学是最新的分支，运用物理学的方法和技术，研究天体的物理特性和演化规律。

天体力学最初聚焦于太阳系天体，现已拓展至恒星、星团和星系等领域。牛顿的万有引力定律和三大运动定律为天体力学奠定了基础，使得对天体运动的精确预测成为可能。