人类文明发端伊始，这两个学科就紧密地交织在一起。无论是从研究对象还是从研究手段着眼，都很难把两者截然分割开。历史上的亚里士多德、托勒密、伽利略、牛顿等里程碑式的人物，均通晓物理学和天文学，均在两个学科内有广泛涉猎和贡献。 17世纪哥白尼-伽利略-牛顿革命之后，才因其侧重的研究对象不同，将两个学科正式区分开。天文学是研究宇宙空间天体、宇宙的结构和发展的学科。需要注意的是，时至今日物理学和天文学仍然在许多研究领域（例如，原子分子过程、中微子实验、引力波探测，等）内紧密联系、互为支撑。
