Vaatlusastronoomia on astronoomia haru, mis tegeleb vaadeldava universumi andmete salvestamisega, erinevalt teoreetilisest astronoomiast, mis tegeleb peamiselt füüsikaliste mudelite mõõdetavate mõjude arvutamisega. Vaatlusastronoomia on astronoomiliste objektide vaatlemine ja uurimine teleskoopide ja muude astronoomiliste instrumentide abil.