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.
Ekstragalaktinen tähtitiede
Ekstragalaktisen tähtitieteen tutkimuskohteita ovat galaksit, niiden muodostamat joukot ja superjoukot sekä niissä tapahtuvat supernovat ja muut ilmiöt. Tämän lisäksi on tutkittu kvasaareja, jotka ovat kaukaisia ja kirkkaita aktiivisten galaksien ytimiä. Viime aikoina havaintolaitteiden kehittyessä yhä kaukaisempia kohteita on kyetty havaitsemaan. Tämän seurauksena ekstragalaktinen tähtitiede on vähitellen jakautunut kahtia: lähietäisyyksillä tutkitaan paikallista galaksijoukkoamme sekä muita lähigalakseja, joiden rakennetta pystytään tarkastelemaan yksityiskohtaisesti. Kaukaisemmista kohteista kyetään sen sijaan havaitsemaan korkeintaan kaikkein kirkkaimmat ilmiöt.