Astrofísica, rama de la astronomía que busca la comprensión del nacimiento, evolución y destino final de los objetos y sistemas celestes, basándose en las leyes físicas que los rigen. En cada objeto o sistema estudiado los astrofísicos observan las radiaciones electromagnéticas emitidas en todo el espectro y las variaciones de estas emisiones a través del tiempo (véase Espectroscopia). Esta información se interpreta después con ayuda de modelos teóricos. Se trata de explicar con cada uno de estos modelos los mecanismos por los que se genera la radiación dentro o cerca de cada objeto, y cómo esa radiación es emitida después por el objeto. Las medidas de radiación se utilizan para valorar la distribución y condiciones de la energía de los átomos, así como los distintos tipos de átomos que componen el objeto. La temperatura y presión del objeto se pueden calcular, a continuación, utilizando las leyes de la termodinámica.
Los modelos de los objetos celestes en equilibro se basan en el equilibrio entre las fuerzas ejercidas sobre los objetos y dentro de ellos. Los cataclismos se interpretan como modelos en los que dichas fuerzas están desequilibradas.