Astronomi omfatter bl.a. sfærisk astronomi, astrometri (grundlaget for beregning af kalendere og navigation) samt astrofysik, fx udforskningen af Solsystemet, stjernerne, Mælkevejssystemet og andre galakser, galaksehobe og endelig kosmologi.
I de senere år indgår også bioastronomi, der bl.a. er studiet af livets opståen. Astronomiens grænseområder er især geofysik, kosmokemi og partikelfysik.
En del astronomer laver såkaldt grundforskning, som er arbejde af original karakter, hvor det handler om at skaffe ny viden og indsigt, uden at det skal bruges til bestemte praktiske formål eller udviklingsprogrammer.
Andre astronomer arbejder i udlandet, på universiteter eller ved observatorier.
Astronomisk forskning i Danmark foregår primært i København og Aarhus med de fleste institutter beliggende i København. På Aarhus Universitet findes astronomigruppen på Institut for Fysik og Astronomi.
I København findes i Rockefeller Komplekset både astronomiforskningsgrupperne ved Niels Bohr Instituttet, Danmarks Rumcenter og Center for Planetforskning.
Endelig laves der også forskning på Nordisk Institut for Teoretisk Fysik (NORDITA) og på Syddansk Universitet. Det er ofte meget specialiseret forskningsarbejde, som er nærmere beskrevet på institutternes websider.
Der bruges stadig kikkerter på Brorfelde Observatoriet her i Danmark, men de fleste af observationerne foretages i udlandet eller fra rummet. Danmark har kikkerter i Chile og på De Kanariske Øer og deltager desuden i det store Very Large Telescope i Chile.
Inden for rumforskning har danske astronomer deltaget i satellitprojektet Ørsted og bidrager desuden med instrumenter til ESA- og NASA-satellitter, bl.a. INTEGRAL-satellitten.
Niels Bohr Instituttet og Dansk Rumcenter har mekanik- og elektronikværksteder, hvor der bygges både mekaniske dele og de elektroniske styrekomponenter til instrumenter på jorden og i rummet.
Forskning
Helt generelt består forskningsarbejdet i at udvikle teoretiske modeller for, hvordan stjerner og galakser m.v. er opbygget, og hvilke fysiske processer der styrer deres færden gennem Universet.
Der foregår hele tiden et samspil mellem observationer og teoridannelse. Dels observerer man fra tid til anden nye fænomener, som man søger at finde en forklaring på, og dels kan resultaterne af observationsarbejdet underbygge eller forkaste eksisterende teoretiske modeller.
I København handler størstedelen af projekterne om observation mod andre galakser, galaksehobe og gamma-glimt. Målet er at forstå, hvordan Universet ser ud på den største skala og prøve at forstå, hvordan Universets stjerner og galakser er blevet skabt.
Fra omgivelser nærmere Jorden studeres meteoritter, som stammer fra Solsystemets dannelse. Nogle af disse meteoritter kan lære os om de betingelser, der var i den allertidligste del af Solsystemets historie.
Et andet stort forskningsområde er studier af, hvordan Solens magnetfelter medvirker til dannelsen af solpletter, flares, protuberanser og andre af de spektakulære udbrud, man ser fra Solen. Disse studier af Solens magnetfelter består i stor udstrækning af computerberegninger og visualisationer.
I Aarhus arbejder man især meget med teoretiske beregninger af stjerners indre egenskaber. På grundlag af de naturlove, vi kender her på Jorden, kan man danne sig et meget detaljeret billede af fjerne himmellegemers indre opbygning.
Dette arbejde omfatter også test af modelberegningerne ved sammenligning med observationsdata.
På Danmarks Meteorologiske Institut (DMI) kan astronomer forske i klimaforhold.
Observation
Danmark er medlem af det fælleseuropæiske astronomisamarbejde ESO, som bl.a. giver mulighed for at arbejde på et nyt, stort observatorium langt ude i den chilenske ørken.
På Very Large Telescope, VLT, er der fire teleskoper hver med en spejldiameter på 8,2 meter, hvilket gør det til verdens kraftigste teleskop. Det kan se skarpere og længere ud i universet end noget andet teleskop.
Observatorierne ligger ofte placeret højt oppe i bjergene, hvor luften er klar og mest muligt fri for vanddamp og skydannelser. Her er astronomer beskæftiget med at observere stjerner og himmelfænomener, eller de er ansat som operatører af teleskoperne.
En teleskopoperatør arbejder først og fremmest om natten. Man er typisk i observatoriet på bjerget et par dage, sommetider op til en uge.
Det er operatørens ansvar, at teleskop og instrumenter fungerer. Operatøren betjener teleskop og instrumenter og løser tekniske problemer for observatøren. Operatøren står også for instrumentskift og for sikkerhed.
Astronomer har også mulighed for at blive supportastronom på et observatorium og yde den faglige bistand til de besøgende observatører. Ansættelsen kræver en ph.d.-grad.
Andre områder
Andre uddannede astronomer beskæftiger sig med formidling af emner inden for fagområdet eller computerrelateret arbejde inden for it-området med softwareudvikling.
Nogle er ansat i banker eller sidder i forskningsstillinger ved forskellige institutioner eller som gymnasielærere i fysik og astronomi. En ansættelse som underviser kræver, at man gennemfører og består Pædagogikum ved gymnasiet.