Początkowoastronomia rozwijała się niezależnie odfizyki;ciała niebieskie uważano zabóstwa lub za świat rządzący się innymi prawami niżZiemia i jej najbliższe otoczenie.Arystoteles uważał świat niebieski za zbudowany zeteru, a nie z czterech klasycznychżywiołów jak świat podksiężycowy. Ciała niebieskie miały być doskonałe, a ich ruch miał nie wymagać żadnejsiły[potrzebny przypis].
Na początku XIX wiekuJoseph von Fraunhofer zaobserwowałlinie widmowe w promieniowaniu ze Słońca. Eksperymenty z gorącymi gazami pokazały, że takie same linie można obserwować w obserwowanym widmie, linie te są charakterystyczne dla poszczególnychpierwiastków. W ten sposób udowodniono, że pierwiastki występujące w Słońcu występują również na Ziemi. Faktycznie, pierwiastek hel został najpierw odkryty w widmie ze Słońca, a następnie w laboratorium ziemskim (stądetymologia nazwy pierwiastka). Ten przełomowy moment często uważa się za narodziny astrofizyki jako osobnej gałęzi wiedzy[potrzebny przypis]. Najwcześniejsze poświadczone użycie terminuastrofizyka pochodzi z 1865 roku, kiedy użył goJohann Karl Friedrich Zöllner[6].
Wiek XXI to początek nowej metody obserwacyjnej – po raz pierwszy wykryto fale grawitacyjne. Użyta metodainterferometryczna pozwoliła wykryć proces zlewania się czarnych dziur orazgwiazd neutronowych.
Większość procesów astrofizycznych nie może być zrealizowana w ziemskich laboratoriach. Istnieje jednak ogromna liczba obiektów astrofizycznych widzialnych w promieniowaniu elektromagnetycznym. Badanie tych obiektów jest celem obserwacyjnej astrofizyki.
Techniki obserwacji obiektów astrofizycznych wymagają bardzo zaawansowanej technologii i do niedawna były po prostu nieznane.
Astrofizyka teoretyczna jest dyscypliną starającą się wyjaśnić zjawiska obserwowane przez astronomów za pomocą teorii fizycznych. W tym celu astrofizyka teoretyczna buduje modele teoretyczne (abstrakcyjne, jak i numeryczne), które starają się tłumaczyć obserwacje, jak i przewidywać nowe zjawiska.
Teoretyczna astrofizyka używa szerokiego spektrum metod, np. modelowania analitycznego (dla przykładu metoda politrop do modelowania zachowaniagwiazdy),metod numerycznych do symulacji układów astrofizycznych. Każda z tych metod ma swoje zalety.
W Polsce istnieje kilkanaście ośrodków badań astrofizycznych – odpowiednieinstytuty,katedry izakłady ma część polskichwydziałów fizyki i astronomii oraz innych instytucji.
Najpóźniej od XX wieku astrofizyka jest dziedzinąpopularyzowaną; niektóre książki na ten temat zostawałybestsellerami, a ich autorom przyznawano nagrody. Przykładowi działacze na tym polu to:
Część z nich za tę działalność wyróżniono. Astrofizyka jest też jedną z dziedzin poruszanych przezKarolinę Głowacką – w jej Radiu Naukowym oraz wwywiadach-rzekach z prof. Lasotą.