天文學史領域中新近發展起來的一個分支，它使用考古學的手段和天文學的方法來研究古代人類文明的各種遺址和遺物，從中探索有關古代天文學方面的內容及其發展狀況。史前時期尚無文字，考古材料是瞭解當時人類文明的最主要的依據，因此，考古天文學較多地註意史前時期。但是在有史階段，考古發掘所得的有關天文學內容的非文字資料，也是考古天文學的研究物件，所以考古天文學是考古學和天文學相結合的產物。它對天文學史的研究有很大意義，對考古學乃至現代天文學也有一定意義。
考古天文學的興起，始於對英國索爾茲伯裡以北的古代巨石建築遺址，即著名的巨石陣(Stonehenge)所進行的研究。早在二百多年前就有人註意到，巨石陣的主軸線指向夏至時日出的方位，其中有兩塊石頭（現在的標號為94號和93號石）的連線指向冬至時日落的方向。二十世紀初，英國天文學傢洛基爾進一步研究瞭巨石陣。他提出，從巨石陣中心望去，有一塊石頭（93號），正指向5月6日和8月8日日落的位置；而另一塊石頭(91號)，則指向2月5日和11月8日日出的位置。因此他推論，在建巨石陣的時代（約公元前2000年）已有一年分八個節氣的歷法。他的工作引起瞭許多天文學傢和考古學傢的註意。人們猜測，巨石陣是遠古人類為觀測天象而建造的。於是，對巨石陣進行瞭多次發掘。六十年代初，紐漢提出他找到瞭指向春分日和秋分日日出方位的標志，並提出，91、92、93、94號四塊石頭構成一個矩形。矩形的長邊指向月亮的最南升起點和最北下落點的方位。差不多同時，天文學傢霍金斯使用電子計算機對巨石陣中大量石頭構成的各種指向線進行瞭分析計算，又找出許多新的指示日、月出沒方位的指向線。考慮到現存的巨石陣遺址是分三次、前後相隔幾個世紀建造的，而每次建造中都有指向日、月出沒方位的指向線，因此霍金斯認為，巨石陣是古人有意建造的觀測太陽、月亮的觀象臺。他甚至認為，巨石陣中56個圍成一個圓圈的奧佈裡洞(Aubrey Holes)能用來預報月食。後來天文學傢霍伊爾更認為巨石陣能預報日食。
巨石陣
除瞭巨石陣以外，人們還註意到其他許多的巨石結構和古代建築。英國工程學教授湯姆自三十年代起對大量巨石遺址進行瞭勘測工作。他發現除瞭圓形的巨石陣外，還有卵形、扁圓形、橢圓形以及排成直線等巨石建築。他在六十年代提出，這些巨石遺址或者自身或者與附近突出的自然地貌結合構成指示日、月出沒方位的指向線。他認為在石器時代和青銅器時代早期，人類已經有較多的幾何學知識，已能預報日食和月食，並能區分出在一回歸年中太陽赤緯變化的十六個相等的間隔，即一年有十六個節氣。
上述對巨石陣等的天文學研究並不是完全沒有爭議的。特別對於能預報日食和月食等的結論，有不少人持保留態度。但是，古代建築中存在著有天文學意義的指向線，這一點卻得到越來越多的天文學傢和考古學傢的支持。繼英國之後，歐美許多國傢的天文學傢紛紛致力於尋找古代文化遺址中的這類天文指向線。美國印第安人的“魔輪”（一種用小石塊在平地上砌成的兩重圓形堆砌物，在外重圓周有6個石堆）、埃及的阿蒙-拉神廟、中美洲瑪雅人的遺址等等，都有人研究過。例如，美國天文學傢埃迪就親自作過觀測，認為印第安“魔輪”中有一條指向線指示夏至時日出的方位，還有一些線指示某幾顆亮星的出沒方位等。總之，近十幾年來考古天文學的研究范圍不斷擴大，從建築遺址擴大到諸如巖石上的石雕畫之類。隨著考古天文學研究的發展，出現瞭專門的學術組織，例如，美國的考古天文學中心（設在馬裡蘭大學內）。這個中心還出版瞭專門的刊物《考古天文學》。
在中國，考古學和天文學的結合經歷瞭一條稍為不同的道路。中國的考古學傢和天文學傢，把註意力主要集中在具有天文學內容的大量出土文物上。由於建設事業的發展，地下文物大量出土，從中得到的古代天文學信息是極為豐富的。例如，今天對戰國秦漢時代天文學發展狀況的瞭解，大部分應歸功於幾座戰國墓和漢墓的發掘（見三垣二十八宿和中國天文學史）。近年來考古學傢更註意到史前時期人類遺存中的天文學內容。例如，通過對石器時代墓葬方向的考察，探討遠古人類已可能有某種方法測定太陽出沒方位；研究陶器上具有天文學意義的圖案、刻紋等等。為瞭總結和推進對具有天文學意義的古代物質遺存所進行的研究工作，中國社會科學院考古研究所編輯瞭《中國古代天文文物圖集》和《中國古代天文文物研究論文集》兩書。
參考書目
中國社會科學院考古研究所編：《中國古代天文文物圖集》，文物出版社，北京，1980。
夏鼐著:《考古學和科技史》，科學出版社，北京，1979。
G.S.Hawkings and J.B.White，Stonehenge decoded，Sourenir Press，London，1966.