Астрофизиката е обединение на два клона на науката, физика и астрономия, с които може да се обясни структурата, състава, явленията и свойствата на звездите и други звездни тела. Научните изследвания са установили, че законите на физиката и химията са универсални, така че те могат да бъдат приложени към небесните тела в космоса, следователно физиката и астрономията могат да работят ръка за ръка.
Астрофизиката е експериментална наука, основана на наблюдение на явленията и свойствата на звездните тела чрез астрономия, което може да бъде обяснено чрез законите и формулите на физиката.
Друг елемент, изучаван от астрофизиката, е структурата на междузвездната материя, като облаци, газове и прах, които се намират в голяма част от космоса и които се считат за празни.
Астрофизиците обикновено се фокусират върху четири основни аспекта:
- Познаването на Слънчевата система се опитва да разбере всичко, свързано със Слънцето и свързаните с него магнитни системи.
- Знанието, което се фокусира върху звездите, за да определи какво има вътре в звездите и експлозивните явления, които се случват във Вселената, което е известно като гама лъчи.
- Познаването на структурата и еволюцията на нашата галактика и централната дупка в нея.
- Познания за извънгалактическата физика и анализ на Вселената като цяло.
Студент, който обмисля да започне кариера в астрофизиката, трябва да знае, че има общи предмети като математика, електромагнетизъм, оптика, компютри или електроника. Вече в раздела за астрономия има теми като космология, физика на флуидите, термодинамика, фотометрия, физика на звездите или основните теории на тази наука (например теорията на относителността)
По време на своите изследвания астрофизиците използват големи телескопи, които са способни да концентрират светлината и температурата на звездите. Тази светлина се анализира с различни инструменти, които измерват яркостта, радиометри, които записват топлината, излъчвана от небесните тела, и спектрографи, които разсейват лъчите на тази светлина при съответните им дължини на вълната, за да образуват Спектъра.
Термоядрената астрофизика изучава ядрените процеси, които отделят големи количества енергия под формата на частици или електромагнитно излъчване, т.е. термоядрени реакции.
Има два вида термоядрени реакции. На реакции ядрен синтез, срещащи се в слънцето и звездите генерират енергия и на термоядрения разпад реакции, които един процес, използван в атомните електроцентрали.
Термоядрената енергия е почти неизчерпаема и много по-евтина, поради нейния процес на извличане, в сравнение с други енергийни източници.
