اخترفیزیک (به انگلیسی: Astrophysics) دانشی‌ است که روش‌ها و اصل‌های فیزیک را در مطالعه اشیا و پدیده‌های اخترشناختی به کار می‌گیرد. از میان موضوع‌های مورد مطالعه در این زمینه، خورشید، دیگر ستارگان، کهکشان‌ها، سیاره‌های استرخورشیدی، محیط اندراختری و پس‌زمینه ریزموج کیهانی هستند. اخترفیزیک شاخه‌ای از ستاره‌شناسی است که اصول فیزیک و شیمی را «برای تعیین ماهیت بدن آسمانی، به جای موقعیت و حرکت آن‌ها در فضا» به کار می‌برد. اشیاء مورد مطالعه در این رشته، خورشید، ستاره‌های دیگر، کهکشان‌ها، سیارات فراخورشیدی، میان‌ستاره‌ای و پس‌زمینهٔ مایکروویو کیهانیست. انتشار آن‌ها در تمام قسمت‌های طیف الکترومغناطیسی مورد بررسی قرار گرفته و خواص بررسی‌شده شامل نوردهی، تراکم، درجه حرارت و ترکیب شیمیائیست. از آنجائی که اخترفیزیک موضوعی بسیار وسیع است، اخترفیزیکدانها معمولاً از بسیاری از رشته‌های فیزیک، از جمله مکانیک، الکترومغناطیس، مکانیک آماری، ترمودینامیک، مکانیک کوانتومی، نسبیت، فیزیک هسته‌ای و ذرات و فیزیک اتمی و مولکولی استفاده می‌کنند.

در عمل، تحقیقات نجومی مدرن اغلب شامل مقدار قابل توجهی از کار در عرصهٔ فیزیک نظری و مشاهدات است. برخی از حوزه‌های مطالعاتی که برای اخترفیزیک‌ها انجام می‌شود عبارتند از تلاش‌های آن‌ها برای تعیین: خواص مادهٔ تاریک، انرژی تاریک و سیاهچاله‌ها؛ آیا زمان سفر امکان‌پذیر است؟ کرم‌چاله‌ها می‌توانند شکل بگیرند؟ یا چند نوع وجود داشته باشند؟ و سرنوشت نهائی جهان چیست؟ مباحثی که توسط فیزیکدانان ستاره‌ای نظری مورد مطالعه قرار گرفت عبارتند از: تشکیل و تکامل سیستم خورشیدی؛ دینامیک و تکامل ستارگان؛ شکل‌گیری و تکامل کهکشان؛ ساختار بزرگ مقیاس ماده در جهان؛ منشأ پرتو کیهانی؛ نسبیّت عام و کیهان‌شناسی فیزیکی، از جمله کیهان‌شناسی رشته‌ای و فیزیک ذرّات.

فهرست مطالب:

فصل اول: کره سماوی

فصل دوم: مکانیک سماوی

فصل سوم: طیف پیوسته نور

فصل چهارم: نظریه نسبیت خاص

فصل پنجم: بر هم کنش نور و ماده

فصل ششم: تلسکوپ ها

فصل هفتم: سیستم های دوتایی و پارامترهای ستاره ای

فصل هشتم: دسنه بندی طیف های ستاره ای

فصل نهم: جوهای ستاره ای

فصل دهم: درون ستارگان

فصل یازدهم: خورشید

فصل دوازدهم: محیط میان ستاره ای و شکل گیری ستاره

فصل سیزدهم: رشته اصلی و تحول ستاره ای پس از رشته اصلی

فصل چهاردهم: تپش ستاره ای

فصل پانزدهم: تقدیر ستارگان سنگین

فصل شانزدهم: باقی مانده های تبهگن ستارگان

فصل هفدهم: سیاه چاله ها

فصل هجدهم: سیستم های ستاره ای دوتایی نزدیک

فصل نوزدهم: فرآیندهای فیزیکی در منظومه شمسی

فصل بیستم: سیارات خاکی

فصل بیست و یکم: قلمروهای سیارات غول

فصل بیست و دوم: اجسام کوچک منظومه شمسی

فصل بیست و سوم: شکل گیری سیستم های سیاره ای

فصل بیست و چهارم: کهکشان راه شیری

فصل بیست و پنجم: ماهیت کهکشان ها

فصل بیست و ششم: تحول کهکشانی

فصل بیست و هفتم: ساختار جهان

فصل بیست و هشتم: کهکشان های فعال

فصل بیست و نهم: کیهان شناسی

فصل سی ام: جهان اولیه