Astrofizika yra astronomijos šaka, analizuojanti kosmologinių objektų savybes ir sąveiką, remiantis žinomais fiziniais dėsniais. Terminas yra šiek tiek klaidinantis, nes kiekvienas, kuris eina į astronomiją, taip pat turi išmanyti fiziką. Galima sakyti, kad ši sritis labai panaši į astronomijos ir kosmologijos sritis.
Du pagrindiniai šios srities skyriai yra stebėjimo ir teorinė astrofizika. Nėra tokio dalyko kaip eksperimentinė astrofizika, nes stebimos svarstyklės ir objektai yra per dideli arba toli, kad būtų galima eksperimentuoti su šiuolaikinėmis technologijomis. Kadangi šviesa nukeliauja iki mūsų Žemėje, tolimiausi visatos regionai iš tikrųjų yra langai į senovės visatą, kai visata buvo daug tankesnė ir energingesnė. Kadangi ši sritis kartais susijusi su ankstyvosios kompaktiškos visatos teorijomis, ji gali labai sutapti su dalelių fizika, kuri numato, kaip materija elgsis senovės visatoje.
Astrofizikai žinomi dėl tokių reiškinių kaip juodosios skylės, galaktikos, superspiečiai, neutroninės žvaigždės, kvazarai, Didysis sprogimas, tamsioji medžiaga ir energija, kosminės stygos, žvaigždžių evoliucija, kosminė mikrobangų foninė spinduliuotė ir daugelis kitų tyrinėjantys. Kosmosas yra gera arena studijuoti grynąją fiziką, nes tokiais dideliais masteliais konkretus elementų tipas, sudarantis objektus, tampa mažiau reikšmingas, o bendresni kintamieji, tokie kaip masė ir greitis, turi pirmenybę. Kartais ši sritis vadinama „labai didelių ir labai mažų dalykų tyrimu“.
Daug svarbių įžvalgų, padedančių žmonijai suprasti visatą, prisidėjo astrofizikai. Jie numatė tikėtiną Visatos amžių, stebimos visatos dydį, kiek laiko Saulė išgyvens, kol išnaudos branduolinį kurą, juodųjų skylių ir kitų egzotiškų dangaus kūnų paplitimą, kaip visata atrodė prieš milijardus metų. , vidutinė tarpžvaigždinės ar tarpgalaktinės erdvės temperatūra, galaktikų formos ir materijos pasiskirstymas stebimoje visatoje. Astrofizika nuolat vystosi ir suteikia naujų įžvalgų apie visatos struktūrą.