Astrofysikk (av gresk astro,'stjerne' og physis (φύσις), 'natur') er ei grein i astronomi som omfattar fysikken om korleis forskjellige himmellekamar påverkar kvarandre, i motsetnad til den klassiske astronomien (astrometri og himmelmekanikk) som omhandlar posisjonen og rørslene til himmellekamane. Fysikken omhandlar i hovudsak temperatur, ljosstyrke, tettleik og kjemisk samansetning i forskjellige himmellekam som galaksar, stjerner, planetar, ekstrasolare planetar, og interstellare medium.

Grunnlaget for astrofysikk er først og fremst spektralstudiar, men òg måling av lysintensitet. Av spesiell tyding er studiet av sola, sidan ho er den einaste stjerna der ein kan detaljstudere overflatefenomen. I den teoretiske astrofysikken prøver ein ut frå kjende fysiske lover ved hjelp av matematiske metodar å utvikle modellar og mekanismar som forklarer dei astrofysiske observasjonane.

• Kosmisk stråling
• Partikkelakselerator