顯而易見的是，空間天文學首先必須以空間科學技術的發展為前提，所以，直到20世紀40年代，人類有能力發送氣球、發射火箭，才開始興起空間天文學，並在近50年內得到巨大發展。
現代空間天文觀測以高空飛機、探空火箭、平流層氣球、人造衛星、空間探測器、航天飛機、空間實驗室等為運載工具，進行極其複雜的天文探擁。其中以人造衛星和宇宙飛船價值最高，因為它們的停空時間都在一年以上，可作為長期的綜合性空間探測的主要工具。當然，各種獨特而全新的探測器的發明也是空間天文學進展的保證之一。空間天文學自興起以來，先後在近地空間探索、太陽及行星和行星際空伺探索方麵取得重大突破，近來又利用紅外、紫外、X射線、γ射線探測在銀河輻射源和河外輻射源探索方麵獲得重大成就。比如，發現了地冕、地球磁層和地球輻射帶，發現了日冕的穩定膨脹，更深入而可靠地了解了大行星，如解開了火星運河之謎和火星上生命之“懸案”，有些結紐衝擊著從前艦麵觀測所取得的結論。總之，空間天文學已經軍示出巨大的優勢和廣闊的發展前景，空間技術和探測器的更進一步發展將使它為天文學作出更大貢獻。
理論天體物理學
理論天體物理學是利用物理方法研究天體的物理性質和過程的一門學科。
天體物2學是從1859年基爾霍夫利用太陽光譜從理論上解釋太陽的化學成分開始的。它與理論物理學緊密相聯。
理論天體物理學的一個特點是把在地球上得到的物理規律應用於研究宇宙天體，即解釋某些已知的天體和天象，預言未知的天體和天象。例如中子星的證實就是一個實例。另一方麵，許多物理概念和某些物理規律是在研究天體現象和天體時提出，並靠天體現象得到驗證，成為天文學和物理學共同擁有的東西。宇宙天體充當了地麵實驗室無法實現的“宇宙實驗室”的作用，給理論物理學提供有力的證據。
因此，理論天體物理學既是理論物理學用於天體問題的一門“應用”科學，同時又是用天體現象探索基本物理規律的“基礎”學科。無論從天文學角度還是從物理學角度來看，理論天體物理學都是富有潛力的。
高能天體物理學
高能天體物理學是理論天體物理學的一個分支學科，主要—發生在天體上的高能現象和高能過程。這裏的高能是指與物體的靜止質量相對應的能量相比不可忽略，還有，這種高能現象和過程，一定有高能粒子或高能光子參
20世紀60年代以來，隨著類星體、脈衝星、宇宙X射線源、宇宙γ射線源、宇宙線源、超新星爆發、塞弗特星係、N星係、星係核活動爆發、中微子過程等高能天體和高能天體過程的相繼發現，空間技術（比如“高能天文台”等衛星的發射）和基本粒子探測技術在天文觀測中的廣泛應用，以及高能物理學規律不斷應用於天體的高能現象和高能過程的解釋，逐步使高能天體物理學活躍起來。
高能天體物理學已經取得了許多研究成果，主要有：發現幾種類型的中微子過程對恒星演化晚期有重要作用；發現太陽中微子“丟失”；羞現超新星爆發可能是宇宙線的重要源泉；發現宇宙X射線爆發和宇宙γ射線爆發以及星係核的爆發和激烈活動現象；對中子星、超密態天體的組成、物態和結構的研究也取得了重要進展。
目前世界各國對高能天體物理研究都很重視，我國也投人了大批人力、物力、財力來開展這項工作，並取得了一些成果
太陽係物理學
太陽係物理學是研究太陽係內行星、衛星、小行星、彗星、流星以及行星際物質的物質特性、化學組成和宇宙環境的學科。它包括行星物理學、彗星物理學、行星際空間物理學等內容。在天文望遠鏡問世以前，人類就對太陽係內的行星的運動及其規律有所研究，流傳並有記載的資料就不少。1609年，伽利略首先發明了天文望遠鏡並用於天文觀測，他發現月球表麵並非如神話或傳說所言，而是有山脈，有低穀，也有平原。他還發現金星有盈虧，木星有4個衛星等天象。後來的天文學家通過天文望遠鏡對太陽係內的天體進行了大量的觀測和研究，積累了豐富的資料。19世紀後半葉，由於分光術、測光術和照相術廣泛運用於天文觀測，從而真正進入了太陽係物理學誕生時期20世紀初的射電天文觀測為太陽係物理學注入新的活力，後來的紅外線、紫外線等波段的觀測，更使之生機盎然。特別是20世紀50年代以後，由於人造地球衛星上天，空間探測器的升空，使人類具備了直接從月球及一些行星表麵取樣，或者是近距離觀測的能力，而且能得到更為準確的數據、圖像。現在，太陽係物理學已成為最為活躍和最為前沿的學科之一。
行星物理學
行星物理學是太陽係物理學的一個重要分支，它是研究行星及其衛星的物理狀況和化學性質的學科。
我們的地球是太陽係行星家族中的一顆，其他行星及衛星距離地球從“天文數字”上看並不算太遙遠，憑人類的能力，可以較為細致的研究它們。人類研究行星及其衛星的工作有：測定行星及其衛星的各項物理參數；研究行星及其衛星的形態、構造、表麵溫度及其變化；對行星及其衛星的大氣的有無進行辨認、分析，並研究大氣的構造、物理情況和化學組成；研究行星的內部結構；研究行星的磁場、磁層及太陽風與行星的相互作用。
行星物理學的研究方法有：用光學望遠鏡及其他設備對行星及其衛星進行分光、測光及照相研究；用射電望遠鏡對行星進行射電觀測。近幾十年來，人類相繼向月球、金星、火星、水星、木星、土星和天王星等發射了各種探測器，以逼近飛行、環繞飛行、軟著陸、硬著陸、載人飛行等方式，通過照相、自動測量、采樣分析以及宇航員登陸取樣等方式，對月球及行星進行了深人的研究，：新的發現層出不窮，使人類對行星世界有了更新更透的認識。隨著宇宙航行時代的到來，行星物理學已成為當代科學研究的活躍領域之一。