Astrofísica é uma ciência que usa a física e a química para criar teorias sobre a formação, destruição e natureza de planetas, estrelas, galáxias e outros corpos interestelares. É intimamente relacionada e frequentemente confundida com o dois outros ramos principais da ciência espacial: cosmologia e astrologia.
De um modo geral, a astronomia mede as posições, movimentos e características específicas dos corpos interestelares, enquanto a astrofísica tenta determinar mais sobre a natureza ou a física por trás dessas características. A cosmologia está mais relacionada à astrofísica, pois tenta atingir esses mesmos objetivos em uma escala muito maior, estudando a física de universos inteiros e outros grandes corpos celestes.
De acordo com a NASA, os objetivos da astrofísica são entender melhor as origens do universo, como os planetas e outros corpos celestes são criados e como o universo funciona como um todo. Outro objetivo principal da astrofísica é descobrir se existe vida ou não em outro lugar do universo. Além disso, alguns astrofísicos dedicam seus estudos à possibilidade de viagens no tempo e outras questões especulativas. Na verdade, a maior parte do trabalho feito por astrofísicos é baseado quase inteiramente na física observacional e teórica, já que quase não há como testar qualquer uma de suas hipóteses.