Die Astrophysik ist ein Zweck der Physik, der sich mit den physikalischen Grundlagen der Astronomie beschäftigt. Aufgabe der Astrophysik ist es, qualitative und quantitative Erkenntnisse über die Strahlung (Licht, Neutrinos, Gravitationswellen, etc.) der Himmelskörper zu gewinnen und zu interpretieren.
Wichtigste Methode ist dabei die Spektralanalyse von elektromagnetischer Strahlung, wobei sich der Beobachtungsbereich durch eine weit entwickelte Radioastronomie über etwa 17 Zehnerpotenzen erstreckt. Von der Erde aus können außer sichtbarem Licht die Frequenzbereiche von Radiowellen und einige Teile des Infrarotbereichs beobachtet werden. Der größte Teil des infraroten Lichts, ultraviolettes Licht, sowie Röntgenstrahlung und Gammastrahlung können nur von Satelliten aus beobachtet werden, da die Atmosphäre der Erde als Filter wirkt.
Klassifiziert man Sterne nach Spektralklassen und Leuchtkraftklassen, können sie in ein Hertzsprung-Russel-Diagramm (HRD) eingetragen werden. Die Lage im HRD legt fast alle physikalischen Eigenschaften des Sterns fest.
Zur Entfernungsbestimmung kann man das Farben-Helligkeits-Diagramm (FHD) benutzen