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.
Astrologia
Tunnetuin metodologialtaan tieteellisestä astrologisesta tutkimusohjelmasta on ranskalaisen tilastotieteilijän Michel Gauequelinin suorittama laaja tilastollinen tutkimustyö. Vaikka Gauquelinin tulosten suuri enemmistö oli astrologialle kielteisiä, hän paikansi aineistostaan niin sanotun Mars-ilmiön, heikot mutta tilastollisesti merkitsevät korrelaatiot, jotka näyttivät sopivan yhteen astrologian ennusteiden kanssa. Vallitseva näkemys katsoo korrelaatioiden olleen Gauquelinin aineistolle ominainen satunnainen korrelaatio, seurausta niin kutsutusta "look-elsewhere"-efektistä. Tätä tulkintaa tukee huomattavasti se, että jatkotutkimuksissa tulosten toistaminen on epäonnistunut. Vaikka Gauquelinin tutkimuksiin viitataan usein ikään kuin ne olisivat todiste astrologian puolesta, tosiasiassa vastaavia heikkoja korrelaatioita saadaan aikaan laajoista erilaisia korrelaatioita aineistosta paikantamaan pyrkivissä tilastollisissa tutkimuksissa, eikä tällaisessa tutkimuksessa paikannettu korrelaatio osoita yhteyttä ennen kuin se on pystytty toistamaan toisissa riippumattomissa otoksissa. Ehkä kuuluisimman astrologiaa koettelevan yksittäisen kokeen suoritti Shawn Carlson, ja siihen kuului sekä ryhmä tutkijoita että astrologeja. Kokeen tulos oli, että nataaliastrologia ei suoriutunut yhtään paremmin kuin sattuma.