Ένας χάρτης αστρονομίας, επίσης γνωστός ως χάρτης αστέρων, είναι ένας χάρτης ενός συγκεκριμένου τμήματος του νυχτερινού ουρανού ή μιας περιοχής του διαστήματος ενώ βρίσκεστε στο διάστημα. Χρησιμοποιείται γενικά για τον εντοπισμό της θέσης των αστεριών και των αστερισμών και είναι μια πολύ αρχαία πρακτική που χρονολογείται από τους προϊστορικούς χρόνους. Ένα αστρονομικό ημερολόγιο είναι συχνά ένα βασικό χαρακτηριστικό της δημιουργίας ενός χάρτη αστρονομίας, επειδή τα περισσότερα αντικείμενα στο διάστημα κινούνται με προβλέψιμο βαθμό ακρίβειας σε σχέση με τη Γη. Όταν ένας χάρτης αστρονομίας ενσωματώνεται σε ένα διαστημικό ανιχνευτή, χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της γειτνίασης πλανητών και άλλων αντικειμένων στο Ηλιακό Σύστημα, έτσι ώστε η βαρυτική τους έλξη να μπορεί να ποσοτικοποιηθεί. Ένα διαστημικό σκάφος μπορεί να πλησιάζει τέτοια σώματα για εξερεύνηση ή για να αυξήσει την ταχύτητά του καθ’ οδόν προς άλλες τοποθεσίες.
Μία από τις πιο κοινές χρήσεις ενός χάρτη αστρονομίας σε όλη την ανθρώπινη ιστορία ήταν η ναυσιπλοΐα από πλοία στη θάλασσα. Αυτό συμβαίνει επειδή τα πλοία μακριά από την ξηρά πάνω από τον ορίζοντα δεν έχουν σταθερά σημεία αναφοράς για να καθορίσουν την κατεύθυνσή τους. Ένας λεπτομερής χάρτης αστεριών μπορεί επίσης να περιλαμβάνει αντικείμενα πιο κοντά στη Γη από αστέρια ή μακρινούς γαλαξίες που κινούνται πολύ πιο γρήγορα στον ουρανό και μπορεί να είναι πιο χρήσιμα βοηθήματα πλοήγησης, όπως οι πλανήτες Αφροδίτη και Άρης ή αστρικά αντικείμενα που προσεγγίζουν περιοδικά τη Γη, όπως ως αστεροειδείς και κομήτες.
Η πρακτική της χρήσης εξοπλισμού αστρονομίας για τη δημιουργία ενός χάρτη αστρονομίας είναι γνωστή ως ουράνια ή αστρική χαρτογραφία, που κυριολεκτικά σημαίνει χαρτογράφηση αστεριών και μπορεί ιστορικά να ανιχνευθεί στους Κινέζους αστρονόμους όπως ο Shi Shen και ο Wu Xian που έζησαν τον τρίτο και τέταρτο αιώνα π.Χ. Δυτικοί αστρονόμοι στην Ελλάδα άρχισαν να δημιουργούν τη δική τους εκδοχή τέτοιων χαρτών γύρω στο 129 π.Χ. που βασίστηκαν σε βαβυλωνιακά σχέδια. Όλοι αυτοί οι πρώιμοι υπολογισμοί επικεντρώθηκαν στην κίνηση των ορατών πλανητών στον νυχτερινό ουρανό σε σχέση με τη Γη και εμφανίστηκαν εξέχοντα στην ανάπτυξη της αστρολογίας. Η αστρολογία χρησιμοποιεί πολύπλοκους υπολογισμούς χαρτών αστρονομίας για τη θέση και την κίνηση των πλανητών στο Ηλιακό μας Σύστημα για να προβλέψει την επίδρασή τους στο πεπρωμένο και στην καθημερινή ζωή των ανθρώπων.
Πριν από την εφεύρεση του αστρονομικού τηλεσκοπίου, η ανθρωπότητα χρησιμοποιούσε τα ορατά αστέρια και τα αντικείμενα στον νυχτερινό ουρανό για να προβλέψει τα πάντα, από προσωπικές τύχες μέχρι καιρικά μοτίβα. Τα σχέδια χαρτών της προϊστορικής αστρονομίας στο σπήλαιο Lascaux στη Γαλλία πιστεύεται ότι αντιπροσωπεύουν το αστρικό σμήνος των Πλειάδων και τους αστερισμούς του Θερινού Τριγώνου που χρονολογούνται πριν από 16,500 χρόνια. Ένα μικρό τμήμα μάλλινου χαυλιόδοντα μαμούθ που βρέθηκε στη Γερμανία το 1979 στην κοιλάδα Ach πιστεύεται επίσης ότι περιέχει έναν αστρικό χάρτη που μοιάζει με τον αστερισμό του Ωρίωνα και χρονολογείται πριν από 32,500 χρόνια.