Astronomi̇ya (yun. ἀστρονομία – astronomía; ἄστρον – ástron "ulduz" + νόμος – nómos "qanun") – Kainatdakı göy cisimlərini, onların hərəkətini, quruluşunu, təkamülünü və bir-birilə qarşılıqlı təsirini öyrənən elmdir. Bu tərifə görə, astronomiya Günəş sistemimizin planetlərini, ulduzları, qalaktikalaları, qara dəlikləri, qaranlıq materiyanı və kosmik mikrodalğalı fon şüalanmasını əhatə edir. Yalnız cisimlərin özlərini deyil, həm də onların arasında mövcud olan boşluğu, kosmik tozu və qaz buludlarını da öyrənir.
Astronomiyanın tarixi insan sivilizasiyasının tarixi qədər qədimdir. İlk insanlar gecə səmasının parlaq ulduzlarını və Ayın, Günəşin hərəkətini müşahidə edərək zamanı ölçməyi, mövsümləri proqnozlaşdırmağı və naviqasiyada istifadə etməyi öyrənmişlər. Böyük piramidaların və Stonhencin tikintisində astronomik biliklərdən istifadə edilməsi bunu sübut edir. Qədim Misir, Babil, Çin və Yunanıstan astronomiyasının inkişafına mühüm töhfələr vermişlər. Bu qədim mədəniyyətlər göy cisimlərinin hərəkətini müşahidə edərək mürəkkəb riyazi modellər yaratmış və göy cisimlərinin mövqelərini dəqiqliklə proqnozlaşdırmağı bacarmışlar.
Müasir astronomiya teleskoplar, radioteleskoplar, kosmik teleskoplar və digər müasir texnologiyaların köməyi ilə kainatı daha ətraflı araşdırır. Elektromaqnit spektrinin bütün diapazonlarını (radio dalğaları, infraqırmızı şüalar, görünən işıq, ultrabənövşəyi şüalar, rentgen şüaları və qamma şüaları) təhlil edərək, astronomlar göy cisimləri haqqında daha əvvəl əldə edilməmiş məlumatlar əldə edirlər. Bu araşdırmalar nəticəsində kainatın mənşəyi, təkamülü və gələcəyi haqqında yeni və maraqlı kəşflər edilir. Astronomiya fizika, kimya, riyaziyyat və informatika kimi elmlərlə sıx əlaqədədir və bu elmlərin inkişafına da öz töhfəsini verir. Astronomiyanın inkişafı insanlığın kainat haqqındakı anlayışını dəyişdirir və bizim kainatda tutduğumuz yeri dərk etməyimizə kömək edir.
Astronomiyanın ən önəmli sahələrindən bəziləri: astrofizika (göy cisimlərinin fiziki xüsusiyyətlərini öyrənir), astrometriya (göy cisimlərinin mövqelərini və hərəkətini ölçür), kosmologiya (kainatın mənşəyi, quruluşu və təkamülünü öyrənir), planetar astronomiya (planetləri və onların peyklərini öyrənir) və ulduz astronomiyasıdır (ulduzların quruluşunu, təkamülünü və xüsusiyyətlərini öyrənir).