A astronomia observacional é uma divisão da astronomia que se preocupa com o registro de dados sobre o universo observável, em contraste com a astronomia teórica, que se preocupa principalmente com o cálculo das implicações mensuráveis dos modelos físicos.[1] É a prática e o estudo da observação de objetos celestes com o uso de telescópios, interferômetros a laser de ondas gravitais e outros instrumentos astronômicos.[2][3]
Como uma ciência, o estudo da astronomia é um tanto dificultado por não serem possíveis experimentos diretos com as propriedades do universo distante. No entanto, isso é parcialmente compensado pelo fato de que os astrônomos têm um grande número de exemplos visíveis de fenômenos estelares que podem ser examinados. Isso permite que os dados observacionais sejam traçados em gráficos e as tendências gerais registradas. Exemplos próximos de fenômenos específicos, como estrelas variáveis, podem então ser usados para inferir o comportamento de representantes mais distantes. Esses parâmetros distantes podem então ser empregados para medir outros fenômenos naquela vizinhança, incluindo a distância até uma galáxia.[4]
Desde aquela época, quando Galileo Galilei virou um telescópio para o céu e registrou o que viu, a astronomia observacional tem feito avanços constantes a cada melhoria na tecnologia dos telescópios.[5]