Vật lý thiên văn hạt nhân là một ngành vật lý liên ngành bao gồm sự hợp tác chặt chẽ giữa các nhà nghiên cứu trong các lĩnh vực khác nhau của vật lý hạt nhân và vật lý thiên văn: đáng chú ý là cấu trúc sao; đo lường và ước tính lý thuyết về tốc độ phản ứng hạt nhân; vũ trụ học vật lý và vũ trụ học hóa học; tia gamma, thiên văn quang học và tia X; và mở rộng kiến thức của chúng tôi về thời gian sống và khối lượng hạt nhân. Nói chung, vật lý thiên văn hạt nhân nhằm tìm hiểu nguồn gốc của các nguyên tố hóa học và sự tạo ra năng lượng trong các ngôi sao.