天体物理学(Astrophysics)既是天文学的一个主要分支，也是物理学的分支之一，它是利用物理学的技术、方法和理论来研究天体的形态、结构、物理条件、化学组成和演化规律的学科。

天体物理学相关的学科有 太阳物理学、 太阳系物理学、 恒星物理学、 恒星天文学、 行星物理学、 星系天文学、 宇宙学、宇宙化学、 天体演化学、 射电天文学、 空间天文学、 高能天体物理学等。

用物理学的技术和方法分析来自天体的电磁辐射，可得到天体的各种物理参数。根据这些参数运用物理理论来阐明发生在天体上的物理过程，及其演变是 实测天体物理学和理论天体物理学的任务。

天体上发现的某些奇特现象也能启发和推动现代物理学的发展，一些天体所具有的极端条件和宇宙环境为物理学提供了极好的天然实验室。而理论物理学中的辐射、原子核、引力、等离子体、固体和基本粒子等理论，为研究类星体、宇宙线、黑洞脉冲星、星际尘埃、超新星爆发奠定了基础。