En Ph.D. i astronomi krävs vanligtvis för en karriär som professionell astronom. En kandidatexamen i fysik eller ett relaterat område krävs vanligtvis för antagning till en Ph.D. program i astronomi, följt av fyra till sex års kurser och forskning. Dessutom kräver många arbetsgivare också postdoktoral forskningserfarenhet, vilket kan ta två till fyra år. Under en Ph.D. program i astronomi, studenter tar kurser i en mängd olika fysik och astronomi ämnen, och bedriver forskning under överinseende av en fakultet rådgivare. Denna forskning involverar vanligtvis att observera astronomiska objekt och analysera data. Astronomi kräver också ofta starka färdigheter i programmering, matematik och dataanalys. Vissa specifika jobbtitlar inom det breda fältet av astronomi kan inkludera observationsastronom, planetforskare, teoretisk astrofysiker och kosmologi