狹義地講，光學(xué)天文學(xué)就是利用光學(xué)望遠鏡、光度測量儀器、分光儀器和偏振光測量儀器來觀測和研究天體的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成和物理狀態(tài)的一門學(xué)科，是實測天體物理學(xué)的重要組成部分。光學(xué)天文學(xué)是相對于射電天文學(xué)、紅外天文學(xué)、紫外天文學(xué)、X射線天文學(xué)和γ射線天文學(xué)而言的，因此光學(xué)天文學(xué)也是天體物理學(xué)的一個分支。

　　早期的天文觀測是用人眼來進行的。望遠鏡發(fā)明以后，人們開始利用儀器的大量觀測結(jié)果，確定天體的位置、分布和運動。

　　公元前129年，喜帕恰斯編制星表時，將肉眼能見的星分為六個亮度等級。這就是利用人眼作為輻射接受器，粗略地進行光度測量的研究結(jié)果。這種觀測方法就屬于光學(xué)天文學(xué)的范疇。

　　1609年，伽利略使用望遠鏡觀測天體，發(fā)揮了望遠鏡的增大光通量密度和放大視角的作用，開創(chuàng)了現(xiàn)代光學(xué)天文學(xué)。他不僅繪制了月面圖，觀測到金星的盈虧，還看到了太陽黑子并判明銀河是恒星組成的。

　　隨著生產(chǎn)力的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進步，光學(xué)望遠鏡的精密度越來越高，口徑越來越大，從而不斷發(fā)現(xiàn)新天體和觀測到新天象。由于三種物理方法(分光學(xué)、光度學(xué)、照相術(shù))應(yīng)用于天文學(xué)領(lǐng)域，逐步奠定了太陽物理學(xué)、恒星物理學(xué)等天體物理學(xué)分支學(xué)科的基礎(chǔ)。

　　自從基爾霍夫說明了吸收線的產(chǎn)生原因以后，分光學(xué)在天體觀測中起著極重要的作用。通過觀測和研究，人們不但能測定天體的溫度、密度、壓強等物理特性，而且能得到天體化學(xué)成分的數(shù)據(jù)。

　　近代天文學(xué)的各分支，特別是理論天體物理學(xué)，在理論物理的影響下，發(fā)展得更加迅速。太陽色球的單色光觀測研究，太陽黑子磁場的發(fā)現(xiàn)，造父變星周光關(guān)系的發(fā)現(xiàn)，赫羅圖的建立，星際消光的證明，星系是由恒星和星際物質(zhì)組成的證明，星系的譜線紅移以及銀河系自轉(zhuǎn)、恒星自轉(zhuǎn)、星協(xié)、星鏈以至天王星光環(huán)的發(fā)現(xiàn)，都是光學(xué)天文學(xué)的重大成就。

　　近幾十年來射電天文學(xué)的興起，紅外天文學(xué)的復(fù)興，以及紫外天文學(xué)、X射線天文學(xué)、 射線天文學(xué)的誕生，使現(xiàn)代天體物理學(xué)進入自然科學(xué)的前沿陣地。但是，光學(xué)天文學(xué)與上述各分支學(xué)科相互配合，仍然不斷作出貢獻，促進有關(guān)學(xué)科向前發(fā)展。