Astrofizik, gezegenlerin, yıldızların, galaksilerin ve diğer yıldızlararası cisimlerin oluşumu, imhası ve doğası hakkında teoriler oluşturmak için fizik ve kimyayı kullanan bir bilimdir. uzay biliminin diğer iki ana kolu: kozmoloji ve astroloji.
Genel anlamda, astronomi yıldızlararası cisimlerin belirli pozisyonlarını, hareketlerini ve özelliklerini ölçer, astrofizik ise bu özelliklerin arkasındaki doğa veya fizik hakkında daha fazla şey belirlemeye çalışır. Kozmoloji, astrofizik ile daha yakındır, çünkü bu aynı hedefleri daha geniş bir ölçekte gerçekleştirmeye çalışır, tüm evrenlerin ve diğer büyük gök cisimlerinin fiziğini inceler.
NASA'ya göre, astrofiziklerin amaçları, evrenin kökenlerini, gezegenlerin ve diğer gök cisimlerinin nasıl yaratıldığını ve evrenin bir bütün olarak nasıl işlediğini anlamaktır. Astrofiziğin bir diğer ana amacı, evrenin başka bir yerinde yaşamın olup olmadığını keşfetmektir. Ek olarak, bazı astrofizikçiler, çalışmalarını zaman yolculuğu ve diğer spekülatif sorular olasılığına adamıştır. Aslında, astrofizikçiler tarafından yapılan çalışmaların çoğu, hipotezlerinin hiçbirini test etmenin neredeyse hiçbir yolu olmadığından neredeyse tamamen gözlemsel ve teorik fiziğe dayanmaktadır.