O hartă astronomică, cunoscută și sub numele de hartă stelară, este o hartă a unei anumite porțiuni a cerului nopții sau a unei regiuni din spațiu în timp ce se află în spațiul cosmic. Este folosit în general pentru a identifica locația stelelor și a constelațiilor și este o practică foarte veche care datează din timpurile preistorice. Un calendar astronomic este adesea o caracteristică cheie a creării unei hărți astronomice, deoarece majoritatea obiectelor din spațiu se mișcă cu un grad previzibil de precizie în raport cu Pământul. Acolo unde o hartă astronomică este încorporată într-o sondă spațială, este folosită pentru a calcula vecinătatea planetelor și a altor obiecte din Sistemul Solar, astfel încât atracția lor gravitațională să poată fi cuantificată. O navă spațială se poate apropia de astfel de corpuri pentru explorare sau pentru a-și crește viteza în drum spre alte locații.
Una dintre cele mai comune utilizări ale unei hărți astronomice de-a lungul istoriei omenirii a fost în navigația cu nave pe mare. Acest lucru se datorează faptului că navele departe de uscat peste orizont nu au puncte de referință fixe pentru a le determina direcția. O hartă stelară detaliată poate include, de asemenea, obiecte mai aproape de Pământ decât stelele sau galaxiile îndepărtate care se mișcă mult mai repede pe cer și poate fi ajutoare de navigație mai utile, cum ar fi planetele Venus și Marte, sau obiecte stelare care se apropie periodic de Pământ, cum ar fi ca asteroizi și comete.
Practica utilizării echipamentelor astronomice pentru a crea o hartă astronomică este cunoscută sub numele de cartografie cerească sau stelară, ceea ce înseamnă literalmente cartografierea stelelor și poate fi urmărită din punct de vedere istoric până la astronomii chinezi precum Shi Shen și Wu Xian, care au trăit în secolele III și IV î.Hr. Astronomii occidentali din Grecia au început să creeze propria lor versiune a unor astfel de hărți în jurul anului 129 î.Hr., bazate pe modele babiloniene. Toate aceste calcule timpurii s-au concentrat pe mișcarea planetelor vizibile pe cerul nopții în raport cu Pământul și au fost proeminente în dezvoltarea astrologiei. Astrologia folosește calcule complicate ale hărților astronomice pentru poziția și mișcarea planetelor în Sistemul nostru Solar pentru a prezice efectul acestora asupra destinului și vieții de zi cu zi a ființelor umane.
Înainte de inventarea telescopului astronomic, omenirea a folosit stelele și obiectele vizibile de pe cerul nopții pentru a prezice totul, de la averile personale la modelele meteorologice. Se crede că hărțile astronomice preistorice din peștera Lascaux din Franța reprezintă grupul de stele Pleiade și constelațiile Triunghiul de Vară care datează cu 16,500 de ani în urmă. Se crede că o mică secțiune de colți de mamut lânos găsit în Germania în 1979 în Valea Ach conține, de asemenea, o hartă stelară care seamănă cu constelația Orion și datează de 32,500 de ani.