Teoretiske astrofysikere bruge en bred vifte af værktøjer, som omfatter analytiske modeller (f.eks polytropes at tilnærme den adfærd af en stjerne) og beregningsmæssige numeriske simuleringer. Hver har nogle fordele. Analytiske modeller af en proces er generelt bedre til at give indsigt i hjertet af, hvad der foregår. Numeriske modeller kan afsløre eksistensen af fænomener og effekter, som ellers ikke ville blive set.
[14] [15]
Teoretikere i astrofysik bestræbelse på at skabe teoretiske modeller og finde ud af de observationelle konsekvenser af disse modeller. Dette hjælper tillade observatører til at lede efter data, der kan tilbagevise en model eller hjælpe med at vælge mellem flere alternative eller modstridende modeller.
Teoretikere også forsøge at generere eller modificere modeller til at tage hensyn til nye data, der er tale om en inkonsekvens, den generelle tendens er at forsøge at gøre minimal ændringer til modellen til at passe dataene.
I nogle tilfælde kan en stor mængde inkonsistente data over tid føre til total opgivelse af en model
Emner undersøgt af teoretiske astrofysikere omfatter:. Stjernernes dynamik og udvikling; galaksedannelse; magnetohydrodynamik; storstilet struktur af stof i universet; oprindelse kosmiske stråler; almen relativitet og fysisk kosmologi, herunder snor kosmologi og astroparticle fysik.
Astrofysiske relativitetsteori tjener som et redskab til at måle egenskaberne af store konstruktioner skala, som gravitation spiller en væsentlig rolle i den fysiske fænomener undersøgt og som grundlag for sort hul (astro) fysik og studiet af gravitationsbølger.
Nogle bredt accepteret og studerede teorier og modeller i astrofysik, nu indgår i Lambda-CDM-modellen er Big Bang, Cosmic inflation, mørkt stof, mørk energi og grundlæggende teorier om fysik. Ormehuller er eksempler på teorier, som endnu ikke er bevist.
Nemt gøre det selv Værktøj i Astronomy