Deze tak van de astronomie houdt zich bezig met het bestuderen van bronnen van hoogenergetische geladen deeltjes in het heelal. Hierdoor kunnen astronomen de eigenschappen van deze bronnen bestuderen, evenals diverse andere daarmee samenhangende aspecten, zoals magnetische velden in het heelal. Kosmische straling kan worden waargenomen met behulp van methoden die vergelijkbaar zijn met die welke in de deeltjesfysica worden gebruikt, of door te zoeken naar flitsen van gammastraling die gepaard gaan met hoogenergetische geladen deeltjes die door de atmosfeer bewegen.
Kosmologie is afgeleid van de Griekse woorden kosmos (harmonie of orde) en logos (gedachte of rede). Kosmologie als discipline heeft haar wortels in filosofie en religie; verschillende culturen over de hele wereld hebben hun eigen kosmologieën die gericht zijn op het interpreteren en begrijpen van het universum. In de loop der jaren heeft kosmologie zich ontwikkeld tot een nauwkeurige observatiewetenschap. Dit is mogelijk gemaakt door de ontwikkeling van geavanceerde observatoria op aarde en in de ruimte, samen met baanbrekend theoretisch werk en computersimulaties. Kosmologie als wetenschappelijk streven is gericht op het begrijpen van de evolutionaire geschiedenis, vorming, structuur en toekomstige evolutie van het universum als geheel op de grootste schaal, door de fundamentele fysische mechanismen die in het universum werkzaam zijn, te begrijpen.
Het kosmologisch principe vormt de basis voor de moderne kosmologie en is gebaseerd op observaties en een fundamentele aanname. Het stelt dat het heelal ruimtelijk gezien isotroop en homogeen is op grote schaal (schalen groter dan een paar honderd miljoen lichtjaar). Observaties op voldoende grote schaal laten zien dat het heelal er in elke richting hetzelfde uitziet; er is geen voorkeursrichting (isotroop). De fundamentele aanname, gebaseerd op het Copernicaanse principe (mensen nemen geen speciale plaats in het heelal in), is dat het heelal overal hetzelfde is (homogeen); er lijkt geen voorkeurslocatie te zijn. Het kosmologisch principe gaat gepaard met universaliteit, waarbij de natuurwetten en de fundamentele constanten overal in het heelal hetzelfde zijn: hier op aarde of in een verafgelegen sterrenstelsel.
De term kosmos vat de grootsheid van alles samen en heeft diepe filosofische wortels. Hoewel de term kosmos synoniem wordt gebruikt met universum, zijn er subtiele verschillen. Kosmos komt van het Griekse woord kosmos, wat ruwweg harmonie of orde betekent, en is een allesomvattende term voor de geordende ordening van een systeem waarvan het universum deel uitmaakt. Men zou echter kunnen stellen dat het universum zelf een geordend systeem is en daarom de kosmos kan worden genoemd. Omdat geordende systemen tot op zekere hoogte kunnen worden beschreven door natuurkundige wetten, kan het woord 'kosmos' worden uitgebreid om het idee te omvatten van een wereld die kan worden verklaard door natuurkundige wetten.
Een krater is een cirkelvormige holte in het oppervlak van een vaste planeet, maan of ander klein object in de ruimte. Sommige kraters zijn vulkanisch, vooral op aarde en Venus, maar de meeste zijn inslagkraters, veroorzaakt door de inslag van een grote ruimterots of komeetkern. Er zijn tientallen inslagkraters op het oppervlak van de aarde en duizenden op de maan. De maria, de grote, donkere, cirkelvormige structuren op de maan, zijn gigantische inslagkraters die miljarden jaren geleden zijn gevormd en vervolgens zijn gevuld met lava, dat inmiddels is gestold.
De keerkringen zijn twee breedtegraden op aarde: de Kreeftskeerkring (op 23°26′11,2″ N) en de Steenbokskeerkring (op 23°26′11,2″ Z). De positie van de zon aan de hemel, ten opzichte van sterren en andere hemellichamen, verandert in de loop van een jaar en beweegt zich door de sterrenbeelden van de dierenriem. Van de maart-equinox tot de september-equinox bevindt de zon zich op het noordelijk halfrond. Ongeveer rond het middaguur op de juni-zonnewende staat de zon recht boven de Kreeftskeerkring. Tussen de september-equinox en de maart-equinox bevindt de zon zich op het zuidelijk halfrond. Rond het lokale middaguur op de december-zonnewende staat de zon recht boven het hoofd op de Steenbokskeerkring.
Tijdens de equinoxen in maart en september staat de zon recht boven het hoofd op de evenaar.
Het gebied op aarde tussen de twee keerkringen wordt vaak “de tropen” genoemd. Hier staat de zon twee dagen per jaar recht boven het hoofd op het lokale middaguur.
De breedtegraad van de twee keerkringen boven en onder de evenaar is de hoek waaronder de aardas gekanteld is ten opzichte van zijn baan rond de zon.
De tropen zijn vernoemd naar de sterrenbeelden Kreeft en Steenbok, waar de zon tweeduizend jaar geleden tijdens de zonnewendes doorheen leek te gaan. Door de precessie van de aardas lijkt de zon tijdens de zonnewendes niet langer in een van deze sterrenbeelden te staan.
Glossarium astronomicum