天文学和物理、数学、生物一样，是一门基础学科。其主要内容是研究宇宙空天体，宇宙的结构和发展，包括天体的结构、性质和运行规律等。它以各种现代尖端技术为探测手段，观测天体向地球发出的辐射，发现和测量其位置，探索其运动规律，研究其物理性质、化学成分、内部结构、能量来源和演化规律。天文学大致可以分为三个研究领域:天体测量学、天体动力学和天体物理学。
天文学专业的学生打下了扎实的数学和物理基础，掌握了丰富的天文学理论知识。同时具备海量数据处理、天文仪器使用、实验设计、实验结果整理分析、实验论文撰写等基础科研能力。此外，他们将掌握熟练的计算机操作和优秀的英语写作和沟通技巧。
天文学本科阶段的主要课程一般包括基础天文学、天体物理学、量子力学、天文技术与方法、电动力学、理论力学、原子物理学、恒星物理学、计算天文学、大学英语、线性代数、微积分、高等数学等公共课程。
以南京大学为例，天文学专业的必修课有:普通天文学、普通天文学实践、原子物理学、基础天体力学、球面天文学、测量天体物理学、测量天体物理学实践、理论天体物理学、量子力学、电动力学、统计物理、理论力学、大学物理等。此外，还包括C语言程序设计、高等数学、微积分、线性代数、大学英语等公共课程。
在系内选修课方面，天文学专业的学生选择也很丰富:宇宙学导论、初等数学天文学、星系物理学、X射线双星、航天器轨道力学、中子星物理学、轨道设计基础、射电天体物理学、高能宇宙探索、光学和红外观测天文学、大学计算机应用等。
实操能力要求高天文专业毕业生的就业方向大多集中在航天、国防、大地测量等天文专业的应用交叉学科。，或者互联网，出版社，科技馆，还有一些金融企业。这些地方的工作大多要求学生有过硬的实践能力。所以天文专业在本科阶段对学生的实际操作能力要求很高。本科阶段，学生要掌握应用仪器、天文测量、海量数据处理等实际操作能力，优秀的英语交流、写作能力和扎实的计算机操作能力。
目前国内高校基本实现了大类培养模式，天文学也不例外。以南京大学为例。大学前两年按照大科学的培养模式培养本科生，打下扎实的理论基础。第三年根据学院评估和学生自身兴趣选择专业方向，单独培养，到南京大学天文系中心实验室、中国科学院国家天文台、南京紫金山天文台、上海天文台、中国科学院南京天文光学技术研究所等科研单位从事天文观测、数据运算等科研实习，同时经常组织学生参加国际学术交流。实行导师制，导师指导你参加科研训练，直到你完成毕业论文。
顾秋生教授介绍，目前国内几所本科层次开设天文专业的大学已经实现了优质教学资源共享，合作紧密。天文专业可以自由吸收国内一流大学的天文相关知识。
