Astronomi (grekiska: ἀστρονομία [as.tro.noˈmi.a]; bokstavligen "stjärnonas lag") är vetenskapen om himlakropparna och universum. Den innefattar kosmologin, som försöker utveckla en helhetsbeskrivning av kosmos och dess uppkomst, utveckling och storskaliga struktur. Vidare är astronomin ett av de absolut äldsta vetenskapsfälten och kan spåras ända tillbaka till de tidigaste kända civilisationerna. Det var dock först när teleskopet uppfanns i början av 1600-talet som ämnet utvecklades till en modern vetenskap. Trots sin ålder utvecklas astronomin idag snabbt och ny kunskap kommer fram i snabb takt.
Astronomi skall inte blandas ihop med astrologi, även om tidiga astronomer ofta även var vad vi idag skulle kalla astrologer. Ämnena är dock numera strikt skilda från varandra. Däremot är astrofysik nära relaterat och termen används ibland synonymt med modern astronomi.
Sedan 1900-talet har astronomin i praktiken delats upp i två huvudsakliga fält, observationell astronomi och teoretisk astronomi. Observationell astronomi fokuserar på att hämta och analysera data medan teoretisk astronomi försöker förklara företeelser och göra förutsägelser om olika fenomen i universum. De båda fälten kompletterar varandra väl då teoretisk astronomi försöker förklara observationer medan observationer i sin tur används för att bekräfta teoretiska modeller. Astronomi är ett av få vetenskapliga fält där amatörer fortfarande spelar en aktiv roll, framför allt inom upptäckt och observation av tillfälliga fenomen som kometer och supernovor. Samtidigt förekommer inom astronomi utrustning som är bland de mest kostsamma och avancerade som över huvud taget förekommer inom vetenskap.
