ดาราศาสตร์เชิงสังเกตการณ์ (อังกฤษ: Observational astronomy) เป็นสาขาวิชาหนึ่งในการศึกษาวิทยาการด้านดาราศาสตร์ โดยมีเนื้องานหลักเกี่ยวข้องกับการเก็บรวบรวมข้อมูล เป็นการศึกษาที่ตรงข้ามกับฟิสิกส์ดาราศาสตร์เชิงทฤษฎีซึ่งมุ่งเน้นที่การค้นหาแบบจำลองทางฟิสิกส์ในการอธิบายและคาดการณ์ปรากฏการณ์ต่าง ๆ ในทางดาราศาสตร์ การศึกษาดาราศาสตร์เชิงสังเกตการณ์จะเฝ้าดูวัตถุท้องฟ้าต่าง ๆ โดยอาศัยกล้องโทรทรรศน์หรือเครื่องมือตรวจวัดในทางดาราศาสตร์อื่นๆหากพิจารณาในแง่วิทยาศาสตร์ การศึกษาหรือทำการทดลองกับวัตถุที่อยู่ห่างไกลออกไปในเอกภพมาก ๆ อาจเป็นสิ่งที่เป็นไปไม่ได้ อย่างไรก็ดียังมีปรากฏการณ์ท้องฟ้าต่าง ๆ มากมายที่นักดาราศาสตร์สามารถนำมาใช้ในการพิจารณาเปรียบเทียบและวิเคราะห์ได้ ข้อมูลจากการเฝ้าสังเกตการณ์ปรากฏการณ์เหล่านั้นสามารถนำมาพล็อตเป็นกราฟ และสร้างแนวโน้มของข้อมูลที่คาดการณ์ได้ ตัวอย่างของปรากฏการณ์พิเศษที่ใช้ในการศึกษาได้แก่ ดาวแปรแสง ซึ่งสามารถใช้เป็นตัวแทนในการศึกษาดาวฤกษ์ที่อยู่ไกล ๆ