(1) 星系宇宙学。通过天文观测,取得第一手资料，研究活动星系核的中心黑洞质量的大小、光变的周期性以及偏振的本质。为星系的形成和演化提供理论和观测基础。

    (2) 高能天体物理。宇宙中天体的X射线和伽马射线辐射遍及天文世界的各个层次，利用高能辐射可以研究超新星爆发、遗迹形成、伽马射线暴、致密星形成演化等基本物理问题，也可作为工具研究宇宙本身，高能天体物理是当前天体物理发展的重要趋势之一。本方向通过天文观测和理论结合的手段，主要研究天体的高能辐射及星周的物理环境，集中在研究伽马射线暴、脉冲星、白矮星和星云的辐射机制及其中的物理条件和动力学过程。

    (3) 相对论天体物理。主要研究狭义相对论和广义相对论效应在各层面天体中的物理效应；包括宇宙的大尺度时空结构和几何特征；恒星坍缩过程，白矮星﹑中子星﹑黑洞；以及致密天体活动和宇宙诞生所产生引力波辐射。

    (4)天文观测技术。望远镜是天文观测的基本工具和手段，空间具备天文观测最好环境条件，本方向主要研究现代望远镜的原理和技术及其在天文中的应用，侧重于光学望远镜观测技术，兼顾射电、高能观测技术，同时重点研究天文数据处理的新方法及应用。利用国际国内的天文卫星，开展相关课题和技术问题的研究。本方向致力于培养具备天文背景的专门技术人才。