天文學（astronomy）是一門研究天體（astronomical object）和天文現象的自然科學。它使用數學、物理和化學來解釋它們的起源和演化。天文學的研究對象包括：行星、衛星、恆星、星雲、星系和彗星…等，以及超新星爆炸、伽馬射線暴、類星體、耀變體、脈衝星和宇宙微波背景輻射…等，天文現象。觀測天文學的發展里程：無線電天文學、紅外天文學、可見光天文學、紫外線天文學、X射線天文學、伽馬射線天文學…等。還有不以電磁輻射觀測的領域，如：微中子天文學、重力波天文學、星系天文學、物理宇宙學、業餘天文學（如：天文攝影）…等，持續探索一些至關重要的天文學未解之謎。
觀測天文學
觀測天文學（Observational astronomy）是天文學的一個分支，常用於取得數據以與天文物理學的理論比對，或以測量所得的物理量解釋模型的涵義。在實務上，透過古老的望遠鏡（如：北京古觀象台與南京紫金山天文台…等）或其他天文儀器的使用來觀測目標。由於觀測距離的遙遠，不可能直接驗證宇宙的特性。不過已有為數眾多的恆星可以透過肉眼、望遠鏡、光學望遠鏡。藉著觀測波段，如：無線電、微波、紅外線、可見光、紫外、X光、γ射線…等，觀測到的資訊所繪製成的各種圖表，與紀錄足以顯示一般的趨向。變星就是很貼切的具體例證，能藉由變星的特性，測量出遙遠天體的距離。這一種類的距離指標，足以測量鄰近的距離，包括附近的星系，進而對其它現象進行測量。
無線電天文學
紅外天文學
可見光天文學
無線電天文學、紅外天文學、可見光天文學、紫外線天文學、X射線天文學、伽馬射線天文學…
紫外線天文學
X射線天文學
X射線天文學（xray-astronomy）是以天體的 X射線輻射為主要研究手段的天文學分支。X射線天文學中常以電子伏特（eV）表示光子的能量，觀測對象為 0.1keV～100keV的X射線。
- 軟X射線：0.1keV～10keV的X射線；
- 硬X射線：10keV～100keV的X射線。
由於 X射線屬於電磁波譜的高能端，因此 X射線天文學與伽瑪射線天文學同稱為高能天體物理學。
X射線天文衛星
X射線天文衛星是觀測天體的X射線輻射為主要目的的人造衛星，是X射線天文學的主要研究設備。如：
- 1999年美國國家航空暨太空總署（NASA）發射的錢德拉X射線天文台（英語：Chandra X-ray Observatory，縮寫：CXO）。CXO是美國大型軌道天文台計劃的第三顆衛星。
- 中國科學院國家空間科學中心（NSSC）和歐洲太空總署（ESA）、馬克斯·普朗克地外物理研究所（MPE）合作研製的X射線天文衛星·愛因斯坦探針衛星（英語：Einstein Probe，簡稱：EP）搭乘長征二號丙運載火箭，於 2024年 1月 9日 15時 03分成功發射入軌。