(Fr.: astrophysique; Du.: Astrophysik; Eng.: astrophysics) of fysica van hemellichamen, onderdeel van de astronomie dat de fysische structuur en de chemische samenstelling van het inwendige van de sterren en van hun atmosfeer bestudeert.
Daarnaast worden ook onderzoekingen verricht naar de samenstelling van planeten, satellieten, kometen, meteorieten en interstellaire materie. Voorts levert de astrofysica een belangrijke bijdrage tot de studie van de structuur van het Melkwegstelsel, de extragalactische stelsels en het heelal als geheel.De studie van de bouw en samenstelling van de sterren geschiedt vooral met het oogmerk, kennis te verkrijgen over hun oorsprong en evolutie. Deze laatste kon
pas goed worden begrepen na de ontdekking dat de sterren hun energie ontlenen aan kernreacties in hun inwendige. Daar dit inwendige niet kan worden waargenomen, is men bij de bestudering ervan aangewezen op theoretische overwegingen.
De astrofysica heeft sinds het begin van de 20ste eeuw grote vooruitgang gemaakt. Zij heeft deze vooral te danken aan de astrofotografie, de spectroscopie en de fotometrie. De invoering van foto-elektrische technieken bij deze laatste, en de ontdekking van de radioastronomie hebben vooral de laatste jaren de ontwikkeling der astrofysica sterk bevorderd.