Para se tornar um astrônomo, uma pessoa normalmente precisa obter um diploma de bacharel em física ou astronomia, seguido de um doutorado (Ph.D.) em astronomia ou áreas afins. Alguns cargos de astrônomo também exigem experiência em pesquisa de pós-doutorado.

Embora um diploma de bacharel possa fornecer as habilidades para trabalhar em determinados ambientes como astrônomo, a maioria dos cargos de pesquisa e ensino em astronomia exige um doutorado. Os programas de doutorado em astronomia normalmente levam de quatro a oito anos para serem concluídos após o bacharelado e envolvem cursos, pesquisas e conclusão de dissertação.

Durante os programas de bacharelado e doutorado, os astrônomos adquirem uma base sólida em física e matemática, bem como conhecimentos especializados em astronomia e astrofísica. Eles estudam tópicos como evolução estelar, cosmologia e ciência planetária. Eles também ganham experiência prática por meio de observação, análise de dados e projetos de pesquisa.