Les astronomes amateurs observent une variété d'objets célestes, au moyen d'un équipement qu'ils . Les cibles les plus communes pour un astronome amateur sont la , les , les , les , les , ainsi que les objets du que sont les , les et les . Une branche de l'astronomie amateur est l', consistant à photographier le ciel nocturne. Une partie des amateurs aiment se spécialiser dans l'observation d'un type d'objet particulier
La plupart des amateurs observent le ciel au longueurs d'ondes visibles, mais une minorité travaille avec des rayonnements hors du spectre visible. Cela comprend l'utilisation de filtres infrarouges sur des télescopes conventionnels, ou l'utilisation de radiotélescopes. Le pionnier de la radioastronomie amateur était qui a commencer à observer le ciel en ondes radio dans les . Un certain nombre d'amateurs utilisent soit des télescopes fabriqués de leur mains, soit des télescopes qui ont été construits à l'origine pour la recherche astronomique mais qui leur sont maintenant ouverts (par exemple le )
Une certaine frange de l'astronomie amateur continue de faire progresser l'astronomie. En fait, il s'agit de l'une des seules sciences où les amateurs peuvent contribuer de manière significative. Ceux-ci peuvent effectuer les calculs d'occultation qui servent à préciser les orbites des planètes mineures. Ils peuvent aussi découvrir des comètes, effectuer des observations régulières d'étoiles doubles ou multiples. Les avancées en technologie numérique ont permis aux amateurs de faire des progrès impressionnants dans le domaine de l'astrophotographie
D'un point de vue , l'astronomie optique, également appelée l'astronomie de la , est la plus ancienne forme d'astronomie. À l'origine, les images optiques étaient dessinées à la main. À la fin du et durant une bonne partie du , les images furent faites en utilisant un équipement . Les images modernes sont produites grâce à des détecteurs digitaux, particulièrement les . Bien que la lumière visible s'étend elle-même approximativement 4000 à 7000 Å (400 à 700 nm), le même équipement peut être utilisé pour observer les proches ainsi que le proche-infrarouge.
Les observations de la , une branche appelée , a donné une profonde connaissance de la formation et de l'évolution du cosmos. La théorie bien acceptée du est fondamentale à la cosmologie moderne qui dit que l'univers a commencé comme un simple point et qu'il s'est ensuite agrandi durant 13,7 milliards d'année jusqu'à son état actuel. Le concept du Big Bang peut être retracé jusqu'à la découverte du en .
Dans ce processus d'expansion, l'univers a connu plusieurs stades d'évolution. Dans les tous premiers temps, nos théories actuelles montrent une extrêmement rapide, ce qui a homogénéisé les conditions de départ. Ensuite, la a produit les de base de l'univers nouveau-né.
Lorsque les premiers furent formés, l'espace devint transparent aux radiations, libérant ainsi de l'énergie, perçue aujourd'hui à travers le . L' connut alors un âge Sombre dû au manque de sources d'énergie stellaires.
Une structure hiérarchique de la matière commença à se former à partir de variations minuscules de la densité de matière. La matière s'accumula alors dans les régions les plus denses, formant des nuages de et les toutes . Ces étoiles massives déclenchèrent alors le processus du et semblent être à l'origine de la création de beaucoup d'éléments lourds du jeune univers.
L' a regroupé la matière en filaments, laissant ainsi d'immenses régions vides dans les lacunes. Graduellement, des organisation de gaz et de poussière ont émergé pour former les premières primitives. Au fil du temps, celles-ci ont attiré plus de matière, et se sont souvent organisées en , puis en
L'existence de la et de l' est fondamentale à la structure de l'univers. On pense maintenant qu'elles sont les composantes dominantes, formant 96 % de la densité de l'univers. Pour cette raison, beaucoup d'efforts sont déployés dans le but de découvrir la composition et la physique régissant ces elements.
