天文學研究的對象涉及宇宙中的各種物體，從月球到河外星系到整個宇宙，或者從小行星和流星體到分布在浩瀚宇宙中的大大小小的塵埃和粒子。天文學家將所有這些物體稱為“天體”。
宇宙中的天體從近到遠可以分為幾個層次:(1)太陽系天體:包括太陽、行星(包括地球)、行星的衛星(包括月球)、小行星、彗星、流星體和行星際介質。(2)銀河系中的各種恒星和星群:包括變星、雙星、多星、星團、星雲和星際介質。(3)河外星系，簡稱星系，是指位於我們銀河系之外、與我們相似的巨大恒星系統，以及由星系組成的較大天體群，如雙星系、多星系、星系團、超星系團等。此外，還有星系間介質分布在星系之間。
天文學也從整體上探索整個宇宙的起源、結構、演化和未來結局，這是天文學的壹個分支——宇宙學的研究內容。天文學根據研究的內容也可以分為天體測量學、天體力學和天體物理學。
天文學永遠是哲學的先導，永遠處於爭論的風口浪尖。天文學作為壹門基礎研究學科，在許多方面與人類社會密切相關。時間的嚴格規律，晝夜的交替，季節的變化，都必須用天文方法來確定。人類已經進入太空時代，天文學在各種太空探索的成功中發揮著不可替代的作用。天文學也為人類和地球的防災減災做出了自己的貢獻。