علم الفلك هو الدراسة العلمية للأجرام السماوية (مثل النجوم، والكواكب، والمذنبات، والنيازك، والمجرات...) والظواهر التي تحدث خارج نطاق الغلاف الجوي (مثل إشعاع الخلفية الميكروني الكوني). وهو يدرس تطور الأجرام السماوية، والخصائص الفيزيائية، والكيميائية، وحركة الأجرام، بالإضافة إلى تكون وتطور الكون. ويعد علم الفلك أحد العلوم القديمة. أجرى علماء الفلك الأوائل ملاحظات منهجية للسماء في المساء، واكتشفوا تحف فلكية خلال فترات مبكرة جداً. ومع ذلك، كان من الضروري اختراع التلسكوب قبل أن يتطور علم الفلك ليصبح من العلوم الحديثة. وشمل علم الفلك تخصصات متنوعة على مر التاريخ مثل القياسات الفلكية، والملاحة الفضائية، وعلم الفلك النسبي، ووضع التقاويم، وعلم التنجيم، ولكن علم الفلك الاحترافي يعدّ مرادفاً لعلم الفيزياء الفلكي.