上海天文台主要从事天文学基础研究和天文技术方法的应用研究，设有天文学3个二级学科招生专业。

　  天体物理
　  本专业从事天体物理学若干前沿领域的研究。主要是围绕星系的形成和星系的活动主线，利用解析和半解析方法、数值模拟、大样本统计、高分辨率观测等各种手段开展宇宙大尺度结构和早期宇宙学、星系的形成和演化、黑洞吸积理论、活动星系核模型、星系大样本统计、高红移星系、星团和银河系结构，黑洞X射线双星等研究。
　  主要研究方向：
　  （1）星团及银河系结构与演化
　  （2）星系的形成与演化
　  （3）星系和星系团的大样本统计
　  （4）宇宙大尺度结构和早期宇宙学
　  （5）黑洞吸积盘理论
　  （6）活动星系核
　  （7）VLBI天体物理
　  （8）X射线双星
　  本专业主要的导师有:景益鹏、洪晓瑜、侯金良、曹新伍、沈志强、袁峰、张鹏杰、杨小虎、余文飞，林伟鹏，陈力，邵正义等研究员。

　  天体测量与天体力学
　  本专业主要利用甚长基线干涉测量(VLBI)、全球定位系统(GPS)、卫星激光测距(SLR)等空间新技术, 测定地球自转参数、板块运动和地壳形变并用于研究地球自转与地球各圈层的相互作用；用历史的和近代观测资料，研究地球自转变化的规律和机制、地球表层物理和几何的变化、运动及其原因；研究天球参考架的建立和维持及天文常数系统；研究空间飞行器轨道理论以及空间技术在大地测量学和天文地球动力学中的应用；
　  主要研究方向：
　  （1）空间飞行器精密定轨及其应用 
　　（2）地球自转变化 
　　（3）射电天体测量与天球参考系 
　  （4）现代地壳运动监测与地球参考系 
　  （5）卫星激光测距技术和应用
　  本专业主要的导师有:叶叔华、廖新浩、吴斌、黄乘利、胡小工、李金岭、平劲松、张忠萍、唐正宏、王广利、周永宏、王小亚等研究员。

　  天文技术与方法专业
　  本专业主要应用现代高新技术，面向国家战略需求，开展射电天文观测仪器设备，特别是VLBI观测设备的研制并进行射电天文新技术与新方法的探索研究；研制用于科学实验、国防建设和发展高精技术的时间与频率标准(氢原子钟)及研究时频的传递、同步、测量与比对的技术与方法；从事人造卫星激光测距方法与技术的研究；研制各类光学天文望远镜与终端设备。
　  主要研究方向：
　  (1) 射电天文技术与方法研究 
　  (2)时频标准研究及应用 
　　(3)时频传递技术与方法
　  (4)天文望远镜与终端设备研制
　  (5)卫星激光测距方法及应用研究
　  本专业主要的导师有:朱能鸿、张秀忠、黄佩诚、郑为民、范庆元、薛祝和、林传富、张为群、蔡勇、项英、刘铁新等研究员。