Thiên văn học tử ngoại hay thiên văn học cực tím thực hiện quan sát vũ trụ bằng tia tử ngoại, ở bước sóng 10 - 320 nm.[4] Ánh sáng ở các chiều dài sóng này bị khí quyển Trái Đất hấp thụ, vì thế những quan sát tử ngoại thường được tiến hành từ tầng cao khí quyển hay từ không gian.

Thiên văn học cực tím thích hợp nhất để nghiên cứu bức xạ nhiệt và các đường phát xạ từ các ngôi sao xanh nóng (Sao OB) rất sáng trong dải sóng này. Điều này gồm các ngôi sao xanh trong các thiên hà khác, từng là các mục tiêu của nhiều cuộc nghiên cứu cực tím. Các vật thể khác thường được quan sát trong ánh sáng cực tím gồm tinh vân hành tinh, tàn tích sao siêu mới, và nhân thiên hà hoạt động.[4] Tuy nhiên, ánh sáng cực tím dễ dàng bị bụi liên sao hấp thụ, và việc đo đạc ánh sáng cực tím từ các vật thể cần phải được tính tới số lượng đã mất đi.[4]