用天文手段研究地球各種運動狀態及其力學機制的一門學科。它所研究的運動是指地球整體的自轉和公轉運動，並涉及地球內部、地殼、水圈、大氣圈的物質運動。這些運動的力學機制牽涉到：地球內部的結構、物理性質和物質運動，如地核與地幔、地幔與地殼的相互作用；地磁場和重力場的精細結構及其變化；地球水圈和大氣圈的大規模物質運動；地球所在的宇宙空間中的引力場和電磁場的作用以及地球和太陽系的起源和演化等。因此，天文地球動力學是天文學與地學（特別是其中的大地測量、地球物理、地球化學學、地質、地震和氣象等學科）相互交叉、相互滲透的一個新的分支學科。除瞭對上述基礎理論的研究有重大意義外，地球自轉速度與極移的研究，還關系到確定地面觀測站在宇宙空間的精確位置和地球坐標系在空間的指向，這是地面精密測繪和宇宙飛船跟蹤所需要的參數。板塊運動和斷層位移，則是大地測量和地震監測所需要的資料。板塊和斷裂構造同地下礦藏、能源的分佈有關。所以，天文地球動力學還具有明顯的實用意義。
二十世紀六十年代後期以來，空間、激光、射電技術的發展，有可能以厘米級的精度測定地球的自轉運動和地殼運動，從而大大推進瞭實測和理論工作。除瞭人造衛星多普勒觀測已經廣泛用於地面定位和建立專門的極移服務以外，人造衛星激光測距、月球激光測距和甚長基線射電幹涉測量(見甚長基線幹涉儀)等新技術，都在不斷改進，並逐步進入組網聯測的階段。計劃在八十年代組織地震活動區監測、大地測量網控制、板塊與地球自轉運動以及地磁場和重力場的高精度測定等。各種技術測量結果的相互比較和新舊技術的相互校核的工作，也在積極進行。
天文地球動力學的研究課題有：
① 地球自轉速度變化的規律和機制 大氣環流以及其他大規模的物質運動對自轉速度季節性變化和周期為十年左右的速度起伏的影響；潮汐(海潮和固體潮)摩擦、核幔耦合、地核增生、引力常數變化、地球半徑脹縮等因素對自轉速度長期變化的作用；根據古生物化石上呈現的生長節律推求地質年代裡的地球自轉速度；地球自轉速度變化與地震的相關性等。
② 極移的規律和機制 大地震和地極自由擺動(張德勒擺動)的關系；地極自由擺動的激勵機制和弛豫周期；長期極移軌線及其機制；極移頻譜分析；非極變化的影響等。
③ 板塊運動及其推動力 大陸漂移的歷史和現狀；板塊邊界的形成；板塊內應力的形成；地幔對流、重力分異、地球自轉速度變化、極移等對板塊運動的影響等。
④ 固體潮和地球彈性參數的確定 固體潮的延遲值和地質構造的關系；固體潮在天文觀測中的反映；由固體潮確定地球彈性參數等。
⑤ 地球重力場及其變化 綜合人造衛星和宇宙飛船的各種觀測資料與地面上重力觀測資料以確定重力場的精細結構和研究地球形狀等。
⑥ 地球內部結構對地球運動的影響 液態核對章動、極移、固體潮的影響；建立地球內部結構模型等。
⑦ 數據處理和數學模型 觀測誤差的研究；在強噪聲中檢測弱訊號的方法；高分辨率的頻譜分析；觀測數據的最佳擬合和數學模型的確定等。
參考書目
傅承義編著：《地球十講》，科學出版社，北京，1976。