Stjörnufræðingar eða stjarneðlisfræðingar stunda rannsóknir á því sem fram fer utan lofthjúps jarðar. Rannsóknir þeirra snúa að uppruna, gerð, hreyfingum og þróun sólkerfa, pláneta, vetrarbrauta, stjarna og annarra fyrirbæra himingeimsins.
Stjörnufræði byggir á eðlis- og stærðfræði þar sem hátæknivædd verkfæri eru notuð til að safna saman gríðarlegu magni upplýsinga og greina með aðstoð tölvuforrita sem herma eftir hreyfingum og þróun úti í hinum risastóra alheimi.
Flestir stjörnufræðingar starfa við háskóla eða tengdar rannsóknarstofnanir svo sem í tengslum við veðurfræði. Einnig geta stjörnufræðingar til dæmis unnið við raungreinakennslu á framhaldsskólastigi.