Avaruustähtitiede on suora suomennos englanninkieliselle termille ”space astronomy”, joka tarkoittaa nimenomaan sellaista tähtitiedettä, jossa havainnot tehdään Maan ilmakehän ulkopuolelta satelliiteista käsin. Avaruustähtitiede on nopeasti etenevä ja laajeneva tieteenala.

Maapallon pinnan saavuttaa vain kaksi sähkömagneettisen säteilyn kaistaa: näkyvä valo sekä radiosäteily. Muut sähkömagneettisen säteilyn aallonpituudet, kuten infrapuna-, ultravioletti- ja röntgensäteily sekä gammasäteily, suodattuvat ilmakehässä, joten sen vuoksi mittalaitteet on lähetettävä avaruuteen. Ilmakehä häiritsee myös näkyvän valon alueella tapahtuvia havaintoja, siksi myös Hubble-avaruusteleskooppi on lähetetty avaruuteen.

Vuonna 2003 laukaistu infrapuna-alueella toimiva Spitzer-avaruusteleskooppi on tehnyt toimintansa aikana lukuisia merkittäviä havaintoja maailmankaikkeuden synnystä ja kehityksestä.