几乎和其下所有的分支都有着大量的重叠和交织，但又都互不隶属。天文学是很古老的主题，关于地球之上物体的观测（也包括时计和历法的维护），连同我们对自然界物体性质的了解和认知的意义在内。天文物理是近代的，它的基础是对天体运动的了解，本质上是与早期的自然科学或物理学相结合，源头可以追溯到伽利略和艾萨克·牛顿的工作。恆星的光可以分析出它们在物理性质上的本质，像是质量、大小、温度、组成、年龄和演化，全肇因于19世纪中叶开始发展的光谱学。因此，「不能解释的观测」或许最接近纯天文学，反过来宇宙的物理模型，从彗星和小行星