Astronomie, řecky αστρονομία z άστρον (astron) hvězda a νόμος (nomos) zákon, česky též hvězdářství, je věda, která se zabývá jevy za hranicemi zemské atmosféry. Zvláště tedy výzkumem vesmírných těles, jejich soustav, různých dějů ve vesmíru i vesmírem jako celkem.
Astronomie se podobně jako další vědy začala rozvíjet ve starověku. Na území Babylonie však nebylo k popisu používáno již vynalezené geometrie (grafy). První se z astronomie rozvíjela astrometrie, zabývající se měřením poloh hvězd a planet na obloze. Tato oblast astronomie měla velký význam pro navigaci. Podstatnou částí astrometrie je sférická astronomie sloužící k popisu poloh objektů na nebeské sféře, zavádí souřadnice a popisuje významné křivky a body na nebeské sféře. Pojmy ze sférické astronomie se také používají při měření času.
Další oblastí astronomie, která se rozvinula, byla nebeská mechanika. Zabývá se pohybem těles v gravitačním poli, například planet ve sluneční soustavě.
