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.
Radiotähtitiede
Radiotähtitieteen merkittävimpiä tutkimuskohteita ovat kaukaiset pulsarit, kvasaarit sekä radiogalaksit, jotka alun perin löydettiin radioteleskoopeilla. Radiotaajuuksilla tehdyt havainnot ovat osoittaneet, että galaksien massat ovat luultua suurempia, mikä on osaltaan johtanut pimeän aineen olemassaolon paljastumiseen. Kosminen taustasäteily puolestaan on mustan kappaleen radiosäteilyä. Radiotähtitieteen tutkimuskohteita on myös omassa aurinkokunnassamme, kuten Auringon aktiivisuuden mittaus ja Venuksen pinnan tutkakuvaus.