اخترفیزیک یا آستروفیزیک ( Astrophysics) علمی است که روش‌ها و اصل‌های فیزیک را در مطالعه اشیا و پدیده‌های اخترشناختی به کار می‌گیرد. از میان موضوع‌های مورد مطالعه در این زمینه، خورشید، دیگر ستارگان، کهکشان‌ها، سیاره‌های فراخورشیدی، محیط میان ستاره‌ای و پس‌زمینه ریزموج کیهانی هستند. اخترفیزیک شاخه‌ای از ستاره‌شناسی است که اصول فیزیک و شیمی را «برای تعیین ماهیت بدن آسمانی، به جای موقعیت و حرکت آن‌ها در فضا» به کار می‌برد. اشیاء مورد مطالعه در این رشته، خورشید، ستاره‌های دیگر، کهکشان‌ها، سیارات فراخورشیدی، میان‌ستاره‌ای و پس‌زمینه مایکروویو کیهانیست. انتشار آن‌ها در تمام قسمت‌های طیف الکترومغناطیسی مورد بررسی قرار گرفته و خواص بررسی‌شده شامل نوردهی، تراکم، درجه حرارت و ترکیب شیمیائیست. از آنجائی که اخترفیزیک موضوعی بسیار وسیع است، اخترفیزیکدانها معمولاً از بسیاری از رشته‌های فیزیک، از جمله مکانیک، الکترومغناطیس، مکانیک آماری، ترمودینامیک، مکانیک کوانتومی، نسبیت، فیزیک هسته‌ای و ذرات و فیزیک اتمی و مولکولی استفاده می‌کنند.

به عبارت خلاصه تر اخترفیزیک هماه فیزیک ستارگان است یعنی کشف ویژگی اجرام آسمانی و هر آنچه در عالم هستی است با استفاده از قوانین فیزیک.