Astronomski instrument se na splošno nanaša na vrsto opreme, ki se uporablja za preučevanje, opazovanje ali merjenje nebesnih objektov. So pomemben del znanosti o astronomiji. Astronomski instrumenti so običajno razvrščeni v dve kategoriji. V prvo kategorijo spadajo vsi instrumenti, ki se uporabljajo za opazovanje, kot je teleskop. Druga kategorija se nanaša na instrumente, ki se uporabljajo za beleženje ali standardizacijo podatkov, ki jih zagotavljajo opazovalni instrumenti.
Za določitev velikosti in strukture nebesnega objekta je mogoče uporabiti opazovalne astronomske instrumente. Lahko se uporabijo tudi za pomoč pri izračunu njegove oddaljenosti od Zemlje. Drugi instrumenti zbirajo nebesni material, ki ga oddajajo predmeti, kot je sevanje. Sevanje lahko pomaga zagotoviti dragocene informacije o značilnostih teh pojavov.
Uporaba posebnih astronomskih instrumentov je običajno odvisna tako od natančnega nebesnega pojava, ki ga astronom proučuje, kot od ciljev študije. Pestra narava nebesnih pojavov je prispevala k razvoju različnih vrst instrumentov, da bi jih natančneje preučevali. Posebni cilji astronomov so zahtevali tudi razvoj novih tehnologij za boljšo analizo teh pojavov.
Teleskopi na splošno veljajo za enega temeljnih astronomskih instrumentov. Znanstveni zgodovinarji pogosto sledijo zgodovini teleskopa do začetka uporabe stekla in leč v človeštvu. Zgodovinarji domnevajo, da je bil prvi teleskop izumljen leta 1608 na Nizozemskem, čeprav se o identiteti natančnega izumitelja razpravlja. V naslednjih letih je Galileo razvil tisto, kar na splošno velja za izboljšan model teh prejšnjih modelov.
Vse vrste teleskopov so običajno razdeljene v tri kategorije: lomni teleskopi, odsevni teleskopi in teleskopi z zrcalnimi lečami. Ti teleskopi se razlikujejo po tem, kako uporabljajo leče ali ogledala za zajemanje svetlobe. Dodatki se lahko dodajo tudi v osrednjo ravnino teleskopa za izvajanje posebnih nalog. Za merjenje temperature nebesnih teles lahko vstavimo termoelement. Za oceno svetlobe se lahko uporabijo spektrografi, za merjenje svetilnosti pa fotoelektrične celice.
Radijski teleskopi se uporabljajo za zbiranje radijskih valov, ki jih oddajajo nebesna telesa. Ti instrumenti so običajno sestavljeni iz radijskih anten. Ker številna nebesna telesa oddajajo sevanje na radijskih valovnih dolžinah, lahko radijske teleskope uporabimo za zbiranje različnih podatkov o naravi teh objektov.
Interferometer je vrsta astronomskega instrumenta, ki lahko pomaga določiti velikost nebesnega predmeta. Ti instrumenti zbirajo podatke o interferenčnem vzorcu pojava. Matematične formule se lahko nato uporabijo za izračun podatkov, kot je velikost pojava.