Виключно різноманітні і методи досліджень, включаючи як теоретичний підхід, так і всілякі експериментальні способи реєстрації і вимірювання космічного випромінювання, яке є основним джерелом інформації в астрономії. Різноманіття об'єктів і методів призводить до численності розділів і окремих напрямків в астрономії. Однак це не порушує її єдиності як науки: у всіх розділів єдина ціль досліджень. Відповідно до предметів і методів досліджень астрономію поділяють на: Астрометрія — підрозділ науки астрономії, що вивчає небесні тіла в конкретні моменти часу.