Satellitastronomi, observationel astronomi, som udføres vha. instrumenter, der er monteret på satellitter eller rumsonder. Sammenlignet med jordbaserede observationer har man den fordel, at der ingen forstyrrende atmosfære er til stede, hvilket giver en bedre opløsningsevne og mulighed for at observere ved bølgelængder, der ellers absorberes af Jordens atmosfære, fx langbølget infrarødt lys (ISO, Hubble-teleskopet), kortbølget ultraviolet lys (OAO, IUE, Hubble-teleskopet) og røntgenstråling (SAS, Exosat; se også røntgenastronomi). Ulemperne er, at kun mindre instrumenter kan sendes op, de store omkostninger derved, samt at instrumenter ude i rummet kun sjældent kan repareres eller forbedres. Rumfærgen er dog blevet brugt til reparation af jordnære satellitter som fx Hubble-teleskopet. Enkelte rumsonder (Pioneer og Voyager) er kommet så langt fra Jorden, at fænomener, der ellers ikke kan ses fra Jorden, nu kan studeres, fx heliopausen, grænsen mellem solvinden og Mælkevejssystemets stjernevind. Se også rumforskning.