Secara garis besar, Astronomi memakai ilmu matematika dan fisika agar segala peristiwa yang terjadi di ruang angkasa tidak hanya dapat diamati tapi juga dapat dimengerti dan dimodelkan. Selain matematika dan fisika, pengembangan perangkat lunak, pemrograman, analisis model, dan statistika juga digunakan dan dilakukan di sini.