astrofizika (astro- + fizika), grana astronomije koja proučava fizičko stanje, kemijski sastav i procese kroz koje prolazi međuzvjezdana tvar te prati razvoj svemirskih tijela. Pojavila se pri kraju XIX. st. primjenom fotometrije, fotografije i spektroskopske analize zvjezdane svjetlosti, a u XX. st. značenje su joj dale atomska i molekularna fizika i nuklearna astrofizika, fizika plazme i dr. Posebno se bavi izvorima energije i energijskim pretvorbama u zvijezdama i galaktikama te u svemiru kao cjelini (tok energije povezan je s razvojem svemirskih tijela). Šireći fizikalne zakone potvrđene u laboratoriju i bližem svemiru na uvjete koji se na Zemlji ne mogu ostvariti, astrofizika istražuje i fizičko stanje nepristupačnih unutrašnjosti zvijezda, središta galaktika ili tvari u davno doba svemira (npr. veliki prasak) i pridonosi dubljem razumijevanju temeljnih zakona prirode.
Suncem, kao posebnim područjem astrofizike, bavi se fizika Sunca. Kozmologija obuhvaća istraživanja nastanka i razvoja svemira. Kozmogonija je uži pojam za skup teorija o nastanku planetnih sustava. Astrofizika primjenjuje matematičke modele, računalne simulacije i tehnike mjerenja svih vrsta kozmičkih zračenja, elektromagnetskih valova i tokova čestica, a pokušava utvrditi i gravitacijske valove.
