天文学研究的对象有极大的尺度，极长的时间，极端的物理特性，因而地面试验室很难模拟。因此天文学的研究方法主要依靠观测。
由于地球大气对紫外辐射、X射线和γ射线不透明，因此许多太空探测方法和手段相继出现，例如气球、火箭和航天器等。天文学的理论常常由于观测信息的不足，天文学家经常会提出许多假说来解释一些天文现象。恒星层次现时人们已经观测到了亿万个恒星，太阳只是无数恒星中很普通的一颗。然后再根据新的观测结果，对原来的理论进行修改或者用新的理论来代替。这也是天文学不同于其他许多自然科学的地方。
天文现象
天文现象是天体到了某个特***置（客观上的位置）或状态而造成的特殊现象。有些天文现象是占星术上的热门话题，事实上观测天文现象是研究和拍摄天体的好机会，例如小行星掩星的联合观测可测定小行星的形状和大小。大梁材料采用为角钢双片组合底盘采用三点支撑，圆顶转动噪音不大于60分贝。一些特定天象的观测活动成为业余天文爱好者们的乐趣。天体与天体之间的掩食现象，主要如“食”“掩”“凌”等现象。如：日食：日全食、日偏食及日环食月食：月全食及月偏食、半影月食。
二十世纪10年代～20年代，徐家汇、佘山、菉葭浜并立为上海三大天文台，其中徐家汇天文台担负着总台的 职责，其业务和国际影响力在上世纪30年代也达到了顶点。
然而，***的 开始给这个天文台带来了巨大的 影响，30年代后期各项业务曾一度陷入停滞。在天文学研究中***热门、也是***难令人信服的课题之一就是关于宇宙起源与演化的研究。一直到***成立后，徐家汇天文台和佘山天文台被***接管，其中天文部分在很长一段时间内由南京紫金山天文台代管，改称为徐家汇观象台和佘山观象台，其它部分则先后分离成立了上海气象局、上海***局等单位。