Astrofyzika (z gréčtiny: astro – hviezda a physis – príroda) je časť astronómie (alebo veda na rozhraní fyziky a astronómie), ktorá sa zaoberá fyzikou vo vesmíre, pokrýva fyzikálne vlastnosti nebeských objektov a aj ich správanie a vzájomné pôsobenie.[1] Medzi objekty skúmané astrofyzikou patria galaxie, hviezdy, planéty, exoplanéty, medzihviezdne médium a kozmické mikrovlnné pozadie. Skúma celé elektromagnetické spektrum vyžarovania týchto objektov a ich vlastnosti ako svietivosť, hustota, teplota a chemické zloženie. Pretože astrofyzika je veľmi rozsiahla veda, astrofyzici bežne využívajú mnoho fyzikálnych disciplín vrátane mechaniky, elektromagnetizmu, štatistickej mechaniky, termodynamiky, kvantovej mechaniky, relativity, jadrovej a časticovej fyziky. Moderný astronomický výskum v praxi zahŕňa podstatnú časť fyziky. Astrofyzici môžu získať tituly bakalár, magister a PhD. na fakultách vesmírneho inžinierstva, fyziky a astronómie na mnohých univerzitách.