Astronomoa astronomiaren arloko zientzialaria da. Oro har, Lurraren irismenetik kanpoko dauden jakintzagai eta ikergaietan oinarritzen ditu bere ikerketak. Objektu astronomikoak aztertzen dituzte, hala nola izarrak, planetak, ilargiak, kometak eta galaxiak, behaketaren bidez (datuak aztertuz) edo astronomia teorikoan. Astronomoek aztertzen dituzten gai edo esparruen adibideak dira: planeta-zientzia, eguzki-astronomia, izarren jatorria edo bilakaera, edo galaxien eraketa. Kosmologia fisikoa gai erlazionatua baina desberdina da, Unibertsoa osotasun gisa aztertzen duena.
Astronomoak, oro har, bi motatakoak izan ohi dira: behaketakoa eta teorikoa. Behaketa-astronomoek zeruko objektuen behaketa zuzenak egiten dituzte eta datuak aztertzen dituzte. Aitzitik, astronomo teorikoek hauteman ezin diren gauzen eredu kontzeptualak sortzen eta ikertzen dituzte. Izar-sistema batek edo galaxia batek milioika eta milaka milioi urte behar ditu bizi-ziklo bat osatzeko, eta, beraz, astronomoek hainbat sistematako argazkiak behatu behar dituzte eboluzioaren puntu bakarretan, nola sortzen, eboluzionatzen eta hiltzen diren zehazteko. Datu horiek erabiltzen dituzte zeruko objektuen funtzionamendua teorizatzeko ereduak edo simulazioak sortzeko.
Astronomiaren bi adar nagusi horien azpiko beste azpikategoria batzuk hauek dira: astronomia planetarioa, astronomia galaktikoa edo kosmologia fisikoa.