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.
Observatorio
Yleisimmin observatoriolla tarkoitetaan pelkistetysti tähtitornia, jossa maapallon ulkopuolisia kohteita voidaan tutkia tähtikaukoputken avulla. Observatoriot ja niissä käytetyt teleskoopit ovat kalleutensa vuoksi yliopistojen, valtioiden, järjestöjen ja avaruustutkimuslaitosten (NOT, ESO, ESA) yhteisiä tutkimuskeskuksia, joissa tähtitieteilijät tutkivat hyvinkin kaukaista ulkoavaruutta käyttäen myös silmälle näkymättömiä valon aallonpituuksia (infrapuna) ja muuta sähkömagneettista säteilyä.