A astrofísica é o ramo da astronomia que estuda a física dos mais diversos objetos celestes que povoam o Universo. A astrofísica emprega princípios da física e da química no estudo de objetos astronómicos tão diversos como por exemplo planetas, estrelas, galáxias, buracos negros, bem como o meio interestelar e a radiação cósmica de fundo.
Para entendermos corretamente o que é astrofísica, é importante fazermos a distinção entre esta ciência e a cosmologia. Por vezes a astrofísica pode ser confundida com cosmologia, dado que em alguns aspectos apresentam semelhanças. Porém a cosmologia estuda o Universo como um todo, ainda que também utilize os princípios da física no seu estudo.
Durante muitos tempo o estudo da astronomia andou separada do estudo dos fenómenos físicos na Terra. Acreditava-se que a natureza da matéria dos corpos celestes era diferente da natureza da matéria dos corpos terrestres.
A ideia que os corpos celestes e terrestres partilhavam uma natureza semelhante, e também leis da natureza semelhantes, começou a ganhar força no séc. XVII com cientistas como Galileu Galilei e Isaac Newton.
No séc. XIX, com o surgimento da espectroscopia, descobriu-se que ao se decompor a luz do Sol era possível através do seu espectro saber os elementos químicos que compunham a nossa estrela. Assim ficou comprovado que o Sol era constituído por elementos químicos que também existiam na Terra. Os cientistas Joseph von Fraunhofer e William Hyde Wollaston foram pioneiros no que toca ao estudo da espectroscopia. Assim ficaram reunidas as condições para o surgimento de uma nova ciência: a astrofísica, a união entre a astronomia e a física.
Através da espectroscopia, ainda no séc. XIX, foi descoberto no Sol um elemento químico até então desconhecido: o Hélio.
A partir daí diversos cientistas empreenderam a tarefa de estudar as propriedades físicas dos planetas, estrelas, nebulosas, entre outros.
Nos dias de hoje, e como seria de esperar, a astrofísica está muito mais desenvolvida do que no séc. XIX. Uma teoria muito importante para o nosso conhecimento atual sobre o Universo é a teoria da relatividade que surgiu no início do séc. XX. Esta teoria abriu novas perspectivas para a ciência, e é atualmente aplicada na astrofísica.
Para estudar as propriedades físicas dos objetos celestes e para determinar a natureza dos mesmos, a astrofísica utiliza experiências com tecnologia específica para o efeito, e utiliza também física teórica.
