Astrofizik (bahasa Inggeris: "astrophysics") merupakan salah satu cabang astronomi yang melibatkan fizik alam semesta, termasuklah ciri-ciri fizikal (keamatan, ketumpatan, suhu dan komposisi kimia) bagi objek samawi seperti bintang, galaksi, dan medium antara najam serta interaksi mereka. Pengajian kosmologi pula merupakan teori astrofizik pada skala yang luas yang kini dimainkan peranan oleh teori kerelatifan am Albert Einstein.
Disebabkan astrofizik merupakan subjek yang sangat luas, ahli astrofizik lazimnya mengambil banyak bidang fizik, termasuklah mekanik, keelektromagnetan, mekanik statistik, fizik nuklear dan zarah serta fizik atom, molekul dan optik. Sebagai amalan, kajian astrofizik moden melibatkan banyak cabang fizik.