观测天文学是天文学的一个分支，常用于取得数据以与天文物理学的理论比对，或以测量所得的物理量解释模型的涵义。在实务上，通过望远镜或其他天文仪器的使用来观测目标。

做为一门科学，天文学有些困难之处，由于距离的遥远，要直接验证宇宙的特性是不可能的。然而，有为数众多的恒星可以被观察到，已经能够让天文学家获取一些事实的真相。这些观测到的信息所绘制成的各种图表，与纪录足以显示一般的趋向。变星就是很贴切的具体例证，能借由变星的特性，测量出遥远天体的距离。这一种类的距离指标，足以测量邻近的距离，包括附近的星系，进而对其他现象进行测量。

Observational astronomy is a division of the astronomical science that is concerned with recording data, in contrast with theoretical astrophysics, which is mainly concerned with finding out the measurable implications of physical models. It is the practice of observing celestial objects by using telescopes and other astronomical apparatus.