Astrophysiker sammeln Daten, forschen nach Erklärungen für physikalische Phänomene, schreiben wissenschaftliche Arbeiten und publizieren diese. Sie beschäftigen sich mit der Schwerelosigkeit, Kollisionen und Wachstum von Staubpartikeln im Weltall, mit Sternengeburten und mit der Entwicklung von Planeten. Viele Astrophysiker sind an Forschungsprojekten beteiligt, in denen ihre Spezialisierung auf Astrophysik zwingend erforderlich ist. In Zusammenarbeit mit Luft,- und Raumfahrttechnikern können sie z.B. an der Entwicklung und Verbesserung von Space Shuttles arbeiten.
Astrophysiker /-innen sind unter anderem damit beschäftigt, bestimmte Himmelserscheinungen vorauszusagen oder diese nachzuahmen. Ihre Arbeit halten sie in Gleichungen fest, denn diese beschreiben den Lösungsweg. Simulationen und Numerik spielt ebenfalls eine Rolle im Tätigkeitsprofil von Astrophysikern und Astrophysikerinnen. Da die Berechnungen sehr komplex sind, arbeiten Astrophysiker oft mit sehr großen und leistungsstarken Rechnern.
Es gibt auch Astrophysiker, die im Labor experimentieren. Sie entwickeln hochauflösende Teleskope und helfen dabei diese Gerätschaften immer weiter zu verbessern. Mithilfe dieser sogenannten Radioteleskope können dann Moleküle im Weltall beobachtet und nachgewiesen werden. Es handelt sich dabei um die sogenannten interstellaren Gaswolken.
Theoretisch arbeitende Astrophysiker sind noch mehr mit theoretischer Datenaufbereitung beschäftigt. Häufig finden sie ihr Arbeitsumfeld auch an Universitäten, wo sie entweder die Problematik von Raum und Zeit mittels Formeln, Gleichungen, Tabellen und Beobachtungen erforschen oder per Computersimulation zu neuen Erkenntnissen vordringen wollen.
Die harte Arbeit einer Astrophysikerin bzw. eines Astrophysikers zahlt sich schließlich nicht nur im Hinblick auf neue Entdeckungen aus: Nach einigen Jahren in der Forschung steigt das Durchschnittsgehalt rasant an und führt so zu einem Einkommen, das sich sehen lassen kann.