Astronomi er en av de eldste vitenskaper. Tidlige sivilisasjoners astronomer utførte metodiske observasjoner av nattehimmelen, og kulturgjenstander tilknyttet astronomi fra enda tidligere tider er funnet. Det var imidlertid med oppfinnelsen av teleskopet på begynnelsen av 1600-tallet at faget utviklet seg til en moderne vitenskap. Historisk sett har astronomi innbefattet disipliner så forskjellige som astrometri, stjernenavigasjon, observasjonell astronomi, utvikling av kalendre, og også astrologi, men profesjonell astronomi betraktes ofte nå for tiden å være omtrent synonymt med astrofysikk.
Siden det 20. århundre har faget astronomi blitt splittet til observasjonelle og teoretiske grener. Observasjonell astronomi fokuserer på innhenting og analysering av data, hovedsakelig ved hjelp av elementære fysiske prinsipper, mens teoretisk astronomi forsøker å kaste lys over astronomiske objekter og fenomener ved hjelp av datamodeller og analytiske modeller. De to retningene kompletterer hverandre, da teoretisk astronomi forsøker å forklare observasjonelle resultater, observasjonell astronomi blir brukt for å bekrefte teoretiske resultater.
Amatørastronomi er studier av astronomiske objekter og fenomener som utføres amatørmessig (her i betydningen ikke-yrkesmessig), med eller uten hjelpemiddel. Amatørastronomen har ikke astronomi som primær kilde for sin forsørging men driver med astronomi utelukkende av interesse. Mange amatørastronomer er nybegynnere mens andre har en høy eksamen innen astronomi og/eller arbeider sammen med profesjonelle astronomer. Det er ikke alltid lett å sette et klart skille mellom amatører og profesjonelle innen astronomien, blant annet på grunn av at visse yrkesaktive astronomer påbegynte sin karriere som amatører.
Amatørastronomi assosieres vanligvis med studier av nattehimmelen når de fleste himmellegemer og fenomener er synlige, men det finnes amatørastronomer som også jobber på dagen med blant annet studier av solflekker og solformørkelser. Iblant brukes ikke mer enn det blotte øyet ved nattstudiene, men mange benytter kikkerter, teleskop og andre instrumenter.
Aleksander Wolszczan er en polskastronom som oppdaget de første ekstrasolare planeter og pulsarplaneter. I 1991 oppdaget han de tre første eksoplanetene, som kretset rundt pulsaren PSR B1257+12 i stjernebildet Jomfruen. Dette planetariske systemet er det første ekstrasolare system (hvis eksistens er bevist) oppdaget i Universet. Oppdagelsen ble publisert i 1992 i Nature, som har betegnet den som en av de 15 mest fundamentale oppdagelser tidsskriftet noensinne har publisert. I 1996 fikk han tildelt Beatrice M. Tinsley Prize av American Astronomical Society.