Každý z těchto podoborů se dále dělí na praktickou a teoretickou část. Praktická získává potřebná data. Teoretická s pomocí fyzikálních zákonů vysvětluje pozorované chování vesmírných těles.
Tímto bylo prokázáno, že prvky přítomné ve Slunci existují také na Zemi. Ve skutečnosti byl první prvek helium objeven ve spektru Slunce, a pak v laboratoři na Zemi. Tento objev je považován jako mezník a zrození astrofyziky jako samostatného vědeckého oboru.
Teoretická astrofyzika je disciplína, která se snaží vysvětlit astronomické pozorované jevy na základě fyzikální teorie. K tomuto účelu se využívají teoretické modely, abstraktní i číselné, které se snaží vysvětlit a často i předpovědět nové jevy (například sluneční erupce).
Teoretická astrofyzika využívá širokou škálu metod výzkumu, například analytické modelování, numerické metody simulování astrofyzikálních systémů apod.