Thiên văn học hồng ngoại là một nhánh của thiên văn học và vật lý thiên văn, nghiên cứu các thiên thể có bức xạ tia hồng ngoại (IR). Bước sóng của tia hồng ngoại có phạm vi 0,75-300 μm. Tia hồng ngoại là bức xạ nằm ở giữa ánh sáng nhìn thấy, có bước sóng trong khoảng 0,38-0,75 μm, và vi sóng có bước sóng dưới milimet. Bức xạ hồng ngoại bị khí quyển hấp thụ mạnh và không đồng đều ở các bước sóng, cũng như chính khí quyển cũng tạo ra nhiều phát xạ hồng ngoại. Vì thế, các đài quan sát hồng ngoại được đặt ở những địa điểm cao và khô, hay trên tàu không gian.