खगोलविद विभिन्न प्रकार की भूमि-आधारित और अंतरिक्ष-आधारित दूरबीनों और वैज्ञानिक उपकरणों का उपयोग करके खगोलीय घटनाओं का अध्ययन करते हैं। वे अनुसंधान परियोजनाओं को अंजाम देने के लिए अन्य खगोलविदों के साथ सहयोग करते हैं। वे कंप्यूटर का उपयोग करके शोध आँकड़ों का विश्लेषण करके उनके महत्व का निर्धारण भी करते हैं। खगोलविद वैज्ञानिक सम्मेलनों में और वैज्ञानिक पत्रिकाओं के लिए लिखे गए शोध पत्रों में अपने शोध निष्कर्ष प्रस्तुत करते हैं। वे स्नातक छात्रों और कनिष्ठ सहकर्मियों का मार्गदर्शन करते हैं।