Tähtitiede
Toinen luonteva jaottelu voidaan tehdä havainnoissa käytetyn aallonpituusalueen mukaan:Osa tähtitieteestä on teoreettista eli ei suoraan havaintoihin perustuvaa. Teoreettisen tutkimuksen kohteita ovat muun muassaMyös Maahan saapuvien neutriinojen, gravitaatiosäteilyn, kosmisen säteilyn sekä meteoriittien tutkimus voidaan laskea tähtitieteeksi. Astrofysiikka on tähtitieteellisten kohteiden fysikaalisia ominaisuuksia, kuten tiheyttä, kemiallista koostumusta, lämpötilaa ja painetta tutkiva tähtitieteen haara. Astrobiologia puolestaan tutkii elämää ja sen synnyn mahdollisuuksia maailmankaikkeudessa.
Astrometria
Astrometria on yksi vanhimmista tieteenlajeista, ja se kehittyi yksinkertaisesta tähtien paikanmäärityksestä. Astrometrian isänä voidaan pitää Hipparkosta, joka laati ensimmäisen kirkkausskaalaa käyttävän tähtiluettelon 100-luvulla eaa. Hipparkoksen käyttämä logaritminen skaala perustui silmin havaittuihin kirkkauksiin ja on yhä nykyisin käytössä perusperiaatteiltaan samanlaisena. Modernin astrometrian kehitti Friedrich Bessel teoksellaan "Fundamenta astronomiae", johon oli merkitty 3222 tähden keskimääräinen sijainti 1750–1762 tehtyjen havaintojen perusteella.