Astronomijas instruments parasti attiecas uz aprīkojuma veidu, ko izmanto debess objektu pētīšanai, novērošanai vai mērīšanai. Tie ir svarīga astronomijas zinātnes daļa. Astronomijas instrumentus parasti iedala divās kategorijās. Pirmajā kategorijā ietilpst visi instrumenti, kas tiek izmantoti novērošanai, piemēram, teleskops. Otrā kategorija attiecas uz instrumentiem, ko izmanto novērošanas instrumentu sniegto datu reģistrēšanai vai standartizēšanai.
Novērošanas astronomijas instrumentus var izmantot, lai noteiktu debess objekta izmēru un struktūru. Tos var arī izmantot, lai palīdzētu aprēķināt attālumu no Zemes. Citi instrumenti savāc debesu materiālus, ko izstaro tādi objekti kā starojums. Radiācija var palīdzēt sniegt vērtīgu informāciju par šo parādību īpašībām.
Konkrētu astronomijas instrumentu izmantošana parasti ir atkarīga gan no precīzas debess parādības, ko astronoms pēta, gan no pētījuma mērķiem. Debesu parādību dažādais raksturs ir veicinājis dažāda veida instrumentu izstrādi, lai tos precīzāk pētītu. Astronomu īpašie mērķi ir arī radījuši nepieciešamību izstrādāt jaunas tehnoloģijas, lai labāk analizētu šīs parādības.
Teleskopi parasti tiek uzskatīti par vienu no galvenajiem astronomijas instrumentiem. Zinātnes vēsturnieki bieži izseko teleskopa vēsturei līdz cilvēces stikla un lēcu izmantošanas sākumam. Vēsturnieki ir ierosinājuši, ka pirmais teleskops tika izgudrots 1608. gadā Holandē, lai gan precīza izgudrotāja identitāte tiek apspriesta. Nākamajos gados Galileo izstrādāja to, ko parasti uzskata par šo agrāko dizainu uzlabotu modeli.
Visu veidu teleskopus parasti iedala trīs kategorijās: refrakcijas teleskopi, atstarojošie teleskopi un spoguļlēcu teleskopi. Šie teleskopi atšķiras ar to, kā gaismas uztveršanai izmanto lēcas vai spoguļus. Papildinājumus var pievienot arī teleskopa centrālajai plaknei, lai veiktu konkrētus uzdevumus. Lai izmērītu debess ķermeņu temperatūru, var ievietot termopāri. Spektrogrāfus var izmantot, lai novērtētu gaismu, savukārt fotoelektriskās šūnas var izmantot, lai izmērītu spilgtumu.
Radioteleskopus izmanto, lai savāktu radioviļņus, ko izstaro debess objekti. Šos instrumentus parasti veido no radio antenām. Tā kā daudzi debess objekti izstaro starojumu radioviļņu garumā, radioteleskopus var izmantot, lai savāktu dažādus datus par šo objektu dabu.
Interferometrs ir sava veida astronomiskais instruments, kas var palīdzēt noteikt debess objekta izmēru. Šie instrumenti vāc datus par parādības traucējumu modeli. Pēc tam var izmantot matemātiskās formulas, lai aprēķinātu tādus datus kā parādības lielums.