اخترشناسی یا ستاره‌شناسی یا نُجوم به علم بررسی موقعیت، تغییرات، حرکت و ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی «اشیای آسمانی» از جمله ستاره‌ها، سیاره‌ها، دنباله‌دارها، کهکشان‌ها و رویدادهای آسمانی مانند شفق قطبی و تابش زمینهٔ کیهانی گفته می‌شود که خاستگاه آن‌ها بیرون از جو زمین است. اخترشناسی با رشته‌هایی همچون کیهان‌شناسی، فیزیک، شیمی و فیزیکِ حرکت ارتباط دارد. اگر فقط ستاره‌ها مطالعه شوند به آن اخترشناسیِ ستاره‌ای گفته می‌شود.

اخترشناسی از قدیمی‌ترین دانش‌های بشری است. اخترشناسان در تمدن‌های اولیهٔ بشری به‌دقت آسمان شب را بررسی می‌کردند و ابزارهای سادهٔ اخترشناسی از همان ابتدا شناخته‌ شده بودند. با اختراع تلسکوپ، تحولی عظیم در این رشته ایجاد شد و دوران اخترشناسی نو آغاز شد. در سده بیستم، رشتهٔ اخترشناسی به دو رشتهٔ اخترشناسی رصدی و اخترشناسی نظری تقسیم شد. در اخترشناسی رصدی به‌دنبال گردآوری داده‌ها و پردازش آن‌ها و همچنین ساخت و نگهداری ابزارهای اخترشناسی و در اخترشناسی نظری به‌دنبال کسب اطمینان از صحت نتایج به دست‌ آمده از مدل‌های تحلیلی و تحلیل‌های رایانه‌ای هستند. این دو رشته یکدیگر را تکمیل می‌کنند؛ به این ترتیب که کار اخترشناسی رصدی ارائه شرحی بر رصدها و وظیفه اخترشناسی نظری اثبات عملی نتایج پیش‌بینی‌شده در نظریه‌هاست. با استفاده از یافته‌های اخترشناسی می‌توان نظریه‌های بنیادین فیزیک مانند نظریهٔ نسبیت عام را آزمایش کرد. در طول تاریخ، اخترشناسان آماتور در بسیاری از کشف‌های مهم اخترشناسی نقش داشته‌اند و اخترشناسی یکی از محدود رشته‌هایی است که در آن افراد تازه‌کار نقشی بسیار فعال دارند و مخصوصاً در کشف و مشاهدهٔ پدیده‌های گذرا و محلی امیدوارکننده، پدیدار گشتند.