Astronomen/-innen erforschen den Weltraum ausserhalb der Erdatmosphäre und die Bewegung von natürlichen und künstlichen Himmelskörpern. Die beobachtende Astronomie versucht, mit fotografischen Aufnahmen, photoelektrischen Messungen, mit Radioteleskopen und Satelliten die Bahnen und Eigenschaften der Gestirne und die aus dem Weltall stammende Strahlung zu erkennen. So lassen sich z.B. aus den genauen Bahnen künstlicher Erdsatelliten exakt die Positionen der beobachteten Objekte und deren relative Bewegung eruieren. Die theoretische Astronomie und die Astrophysik interpretieren die Beobachtungen aufgrund physikalischer Gesetze und mathematischer Methoden und versuchen dabei, auch Szenarien für die Zukunft zu entwerfen.
Astronominnen oder Astronomen können in Universitäts- und Forschungsinstituten angestellt werden, bei Raumforschungsorganisationen wie ESO (European Southern Observatory) und NASA (National Aeronautics and Space Administration), in Verbindung mit Physik und Mathematik im Unterricht an höheren Schulen, an Rechenzentren und Planetarien, sowie - ähnlich wie Physiker/innen - in der Informatik, bei Banken, Planungsstellen und in der Industrie.