Astrobiologia: estuda a origem, a evolução e o futuro da vida no Universo. Trata-se de um dos campos mais recentes da astronomia.
Astrofísica: é um ramo, tanto da astronomia quanto da Física, que aplica os princípios da Física para a compreensão das propriedades, dinâmicas e interações entre os diferentes objetos e fenômenos do Universo.
Astrometria: chamada também de astronomia de posição, a astrometria é o ramo que estuda e calcula a posição e o movimento dos astros celestes, além de analisar os exoplanetas. Por meio da astrometria, é possível prever eclipses e chuvas de meteoros.
Astroquímica: estuda a composição química dos corpos celestes e as reações entre as diferentes partículas que formam o Universo e seus elementos.
Astronomia estelar: estuda a classificação e também o ciclo de vida das estrelas.
Astronomia planetária: estuda o Sistema Solar e todos os elementos que o formam, como os planetas e as luas, aprofundando-se em temas como a formação e evolução dos planetas e a sua composição geológica.
Astronomia galática: estuda a estrutura, a formação, o desenvolvimento e a morte das galáxias, como a Via Láctea.
Cosmologia: apesar de usada como sinônimo de astronomia em muitos casos, trata-se, na verdade, de um dos ramos de estudo dessa ciência. Ela se dedica à compreensão da origem do Universo como um todo, bem como de sua evolução e estrutura. Faz parte dela temas como energia escura, matéria escura e teoria das cordas.