天文科學家的主要工作是研究天體和宇宙的結構和發展的自然科學，包括天體的結構、性質和運行規律。
人類生於天地之間，從很早的時候就開始探索宇宙的奧秘，所以天文學是最古老的科學，從壹開始就與人類的勞動和生存息息相關。它與數學、物理、化學、生物和地球科學是六個基礎學科。
天文學家的主要研究對我們的生活有很大的現實意義，比如計時、制作歷法、確定方向等。天文學的發展對人類的自然觀產生了巨大的影響。哥白尼的日心說曾經把自然科學從神學中解放出來；康德和拉普拉斯關於太陽系起源的理論，打開了18世紀形而上學自然觀的第壹個缺口。
天文學中的壹個重要課題是各種天體的起源和演化。天文學的主要研究方法是觀測，不斷創造和改進觀測手段成為天文學家不懈努力的課題。天文學和其他學科壹樣，總是借鑒和滲透許多鄰近的科學。天文觀測手段的每壹次發展都給應用科學帶來了有用的東西。
天文科學家的工作遵循著觀測理論的發展路徑，不斷將人們的視野延伸到宇宙的新深度。