Astrofizika (q.yun. ἀστήρ – "ulduz" və φυσικά – "təbiət") — Astronomik obyektlərin yerləşməsini və hərəkətini yox, təbiətini öyrənən elm sahəsidir və Astronomiyanın bir qoludur. Astrofizika, əslində müasir astronomiyanın ən böyük və sürətlə inkişaf edən bölmələrindən biri hesab edilir və kosmokimya ilə birgə ulduzların, kometlərin, dumanlıqların, planetlərin fiziki və kimyəvi tərkiblərini də öyrənir. Fotometrik və fotoqrafik araşdırmaları bəzən astrofotoqrafiya və astrofotometriya terminləri ilə də ifadə edirlər.
Astrofizikanı bəzən nəzəri olaraq 2 hissəyə bölürlər:
Praktiki astrofizikada astrofizika texnikası nəzəriyyəsi, bu texnikadan istifadə metodikası, alınan müşahidə materiallarının işlədilməsi metodikası, radioelektronika, hesablama texnikasının avtomatlaşdırılması və s. problemləri öyrənilir.
Nəzəri astrofizikada isə astrofizika məsələlərinin qoyulması müşahidə materialları əsasında kainat obyektlərinin fiziki təbiətinin öyrənilməsi, bu obyektlərdə gedən fiziki proseslərin aşkara çıxarılması eləcə də bu obyektlərin mümkün qarşılıqlı əlaqə və təsirlərinin problemləri öyrənilir. Yeni müşahidə üsullarının yaranması və inkişafı müasir astrofizikada yeni tədqiqat sahələrinin yaranmasına səbəb olmuşdur. Onlardan radioastronomiya, qamma və rentgen astronomiya, ultrabənövşəyi astronomiya,infroqırmızı astronomiyanı göstərmək olar.
Astrofizikanı Fiziki astronomiya ilə səhv salmaq olmaz. Fiziki astronomiya səma obyektlərinin hərəkət nəzəriyyəsini öyrənir və tamamilə fərqli sahədir.
Astrofizika teleskoplar vasitəsi ilə müşahidənin imkanları daxilində səma obyektlərinin səthlərinin, Günəşin və planetlərin quruluşunu tədqiq edir. Buna misal olaraq 1761ci ildə M.V.Lomonosov tərəfindən Venera planetinin atmosferinin kəşfini göstərmək olar.
"Astrofizika" termini özlüyündə 1865 ci ildən mövcuddur və termin kimi ilk dəfə astrofizik Syolner tərəfindən təklif olunub. Astrofizik rəsədxanalar hələ çox az sayda ölkədə var. Onlar arasında ən məşhurları Potsdam və Medon rəsətxanalarıdır.