《10000个科学难题·天文学卷》是《10000个科学难题》系列丛书的天文学卷，是由我国工作在天文研究和教育第一线的天文学专家以及一些国外学者和研究生撰写的。本着“研究生愿选题，大学生能通读，高中生感兴趣”的原则，《10000个科学难题·天文学卷》中的“难题”着重介绍其来龙去脉，主要从定性上阐明最新的研究进展和难点所在，并提供深入研究的可能思路，包含而又不囿于撰写人的工作和观点。“难题”的内容基本上覆盖了天文学的主要领域，在相当程度上反映了这些领域国内外的前沿研究水平。“难题”的撰写在体现科学严谨性的同时，也注重图文并茂、深入浅出，以增加趣味性和可读性。
《10000个科学难题·天文学卷》按八个天文学研究领域编排：太阳与日地科学；恒星与星际介质；星系与宇宙学；高能天体物理；行星系统与天体力学；天文仪器与技术；天体测量；古天文。
《10000个科学难题·天文学卷》可供天文学及相关学科的本科生、研究生和专业研究人员参考，也可供对天文学感兴趣的中学生和天文爱好者阅读。