Thờ thiên thể hay thờ cúng các thiên thể (Worship of heavenly bodies) là sự tôn kính các thực thể trên trời (như các ngôi sao, các vì tinh tú trên bầu trời đêm, các hành tinh hoặc vật thể thiên văn khác) với hình tượng như là các vị thần bầu trời, hoặc sự liên kết của các vị thần với các thiên thể này như là biểu hiện của sự sùng bái tự nhiên (tôn thờ các yếu tố tự nhiên và hiện tượng tự nhiên), những hệ thống thực hành này có thể được gọi là tôn giáo thiên văn hay sùng bái cõi trung giới. Những biểu hiện của việc thờ cúng thiên thể (thực thể trên trời) có thể thấy là việc tôn thờ Thần Mặt trời (trong vai trò là Cha Thiên thượng) và thần trăng (nguyệt thần) trong các hệ thống đa thần trên toàn thế giới. Mối liên hệ của hành tinh với các chư vị thần trong tôn giáo Sumer, tôn giáo Babylon và tôn giáo Hy Lạp cổ đại-Tôn giáo cổ đại La Mã thì sao Thủy, sao Kim, sao Hỏa, sao Mộc và sao Thổ đóng vai trò thần thoại, ở Việt Nam cũng có tín ngưỡng thờ Ngũ hành Nương nương (các mẹ Kim, Mộc, Thủy, Hỏa, Thổ). Các vị thần, nữ thần và ác quỷ cũng có thể được coi là hiện thân của các hiện tượng thiên văn như nguyệt thực, nhật thực, sự thẳng hàng của các hành tinh và sự tương tác rõ ràng của các vật thể hành tinh với các ngôi sao. Thuật ngữ liên quan Chiêm tinh (Astrolatry) thường ngụ ý về hình thức đa thần. Một số tôn giáo Áp-ra-ham cấm chiêm tinh học vì thờ ngẫu tượng. Việc thờ cúng sao cực cũng bị Thiên hoàng ở thời Heian Nhật Bản ra lệnh cấm đoán.