علم الفلك هو العلم الذي يدرس الشمس والقمر والنجوم والكواكب والمذنبات والغاز والمجرات والأتربة والأجسام والظواهر الأخرى غير الأرضية. يعرّفه ناسا بأنه دراسة النجوم والكواكب والفضاء. على الرغم من ارتباطه القديم بالتنجيم، إلا أن التنجيم لا يعتبر علماً ولا يرتبط بعلم الفلك. ركز علم الفلك تاريخياً على دراسة الأجسام السماوية، بينما يتضمن علم الفلك الحديث العديد من خصائص الحركة وخصائص الأجرام السماوية.
توسع نطاق علم الفلك منذ أواخر القرن التاسع عشر ليشمل الفيزياء الفلكية وتطبيق المعرفة الكيميائية والفيزيائية من أجل فهم طبيعة الأجرام السماوية. يدرس علماء الفلك الغازات والغبار المحيط بالنجوم، والتفاعلات النووية التي توفر الطاقة، وكيفية أن الذرات الموجودة في الطبيعة تتألف من الهيدروجين والهيليوم والليثيوم. على الرغم من التقدم الكبير الذي أحرزه علم الفلك، إلا أنه ما زال يخضع لقيود أساسية، حيث يجب إجراء جميع القياسات على مسافات بعيدة من الأجسام المثيرة للاهتمام، مع عدم القدرة على التحكم في درجة الحرارة أو الضغط أو التركيب الكيميائي.
يميل علماء الفلك حديثاً للبحث عن مجالين من علم الفلك وهما المجال النظري والمجال الرصدي. يركز العلماء في المجال الرصدي على الدراسة المباشرة للنجوم والكواكب والمجرات وما إلى ذلك، بينما يركز العلماء في المجال النظري على تحليل كيفية تطور النظام. يميل علماء الفلك دائماً للبحث عن المادة المظلمة، وهي شكل غامض من المواد التي لا يمكن الكشف عنها بالوسائل الطبيعية، حيث تم كشف حوالي 5% من هذه المادة في كل الكون فقط. عند نظر الناس للسماء في الليل أو من خلال التلسكوب، فإنه لا يتم مشاهدة سوى جزء صغير من ما هو موجود بالفعل.
علم الفلك هو رحلة لا تنتهي عبر الكون، حيث يسعى العلماء دائماً لفهم أسراره واكتشاف ما هو جديد ومجهول.
