هو الذي يستخدم مبادئي الفيزياء والرياضيات لمعرفة المزيد عن الطبيعة الأساسية للكون بما فيها الشمس, الكواكب, النجوم, المجرات. وعلم الفلك في بعض الأحيان يعتبر حقل ثانوي للفيزياء كما أنه يطبق معرفته وعلمه لحل مشاكل الملاحة والتحليق في الفضاء والاتصالات الساتلايتية وتطوير الأجهزة والتقنيات المستخدمة لرصد وجمع البيانات الفلكية. يعمل جميع علماء الفلك في إجراء البحوث والبعض منهم يستخدمون النظريات ويعملون على القوانين التي تحكم تطوير هيكل الأجسام الفلكية والبعض يعملون على تحليل كميات كبيرة من البيانات التي يتم جمعها من الأقمار الصناعية والمراصد بكتابة أوراق وتقارير عن النتائج التي توصلوا إليها. بعض علماء الفلك يعملون مشغلين إما في الفضاء أي (فضائي) أو على الأرض في مجال تشغيل التليسكوبات الأرضية كعضو من أعضاء فريق متكامل وقد يقضي الفلكي أسابيع فقط في السنة لمراقبة وتسجيل الملاحظات بواسطة التليسكوب البصري أو الاتصالات اللاسلكية وغيرها. ولقد ساهمت الأقمار الصناعية وغيرها من الأدوات القائمة في الفضاء على توفير بيانات فلكية أدت إلى إدخال تحسينات على التقنيات والأدوات التحليلية مثل الحواسب والتليسكوب البصري, عدد قليل من علماء الفلك يعملون في المتاحف والقبب الفلكية وهم يساعدون في تطوير وتنقيح البرامج المقدمة إلى الجمهور من الناس.

معظم الفلكين لا يواجهون مخاطر غير عادية في عملهم ويقضون ساعات طويلة من العمل على الرصد الفلكي عن طريق التليسكوب الأرضي, ينطوي عملهم عادة إلى السفر إلى الأماكن النائية وقد يعملون ليلا\"ويتوقف عملهم على منح الأموال مما يعرضهم إلى ضغوط كبيرة في كثير من الأحيان لكتابة المقترحات. يعملون لساعات طويلة وغير نظامية لمراقبة الظواهر السماوية. 

شهادة الدكتوراه في علم الفلك عادة مطلوبة للنهوض إلى المناصب الإدارية والعمل في مجال التدريس في الجامعات والمختبرات الحكومية وإجراء البحوث الأساسية, أما حاملي درجة الماجستير ليس مؤهلين لإجراء البحوث ولا للتدريس ولكن يكونوا مؤهلين للعمل في الصناعات والوظائف في القطاع الخاص أو التدريس في المدارس الثانوية أو المساهمة في تطوير البرمجيات وغيرها من المبادئ العلمية.