การเดินเรือดาราศาสตร์ (อังกฤษ: Celestial navigation; บ้างเรียกว่า Astronavigation) เป็นเทคนิคการกำหนดตำแหน่งและทิศทางสำหรับกะลาสี ซึ่งใช้ในการเดินทางข้ามมหาสมุทรซึ่งไม่มีจุดสังเกตอื่น การเดินเรือดาราศาสตร์อาศัยการตรวจวัดมุม (มุมมองจากสายตา) ระหว่างเส้นขอบฟ้ากับวัตถุทางดาราศาสตร์ที่เป็นสากล วัตถุอ้างอิงที่นิยมมากที่สุดคือ ดวงอาทิตย์ นักเดินเรือที่มีความชำนาญอาจใช้ดวงจันทร์ ดาวเคราะห์ หรือดาวนำทาง 57 ดวงสำหรับเป็นจุดสังเกตเพื่อกำหนดทิศทางและตำแหน่งได้