Tähtitieteellisen tutkinnon saaminen vaatii paljon koulutusta. Koska tähtitiede on tiede, joka perustuu vahvasti matematiikkaan, matematiikan ja luonnontieteiden huippuosaaminen on välttämätöntä. Monet opiskelijat, jotka haluavat tulla tähtitieteilijöiksi, alkavat saavuttaa luonnontieteellisiä ja matemaattisia tavoitteita jo lukiossa. Lukion aikana peruskoulun laskenta ja luonnontieteiden peruskurssit tulisi hallita.
Korkeakoulun tai yliopiston tasolla tähtitieteen tutkintoa hakevien opiskelijoiden tulee joko hankkia tähtitieteen kandidaatin tutkinto tai taiteen kandidaatin tutkinto. Suurin osa tulevista tähtitieteilijöistä pyrkii saamaan luonnontieteiden kandidaatin tutkinnon, jotkut taiteen kandidaatin tutkinnon suorittaneet voivat myös päästä tähtitieteen ohjelmiin jatko -opiskelijoille.
Vaikka koulutus on tärkeää, tutkimus voi olla tärkeämpää. Yliopiston tai yliopiston jälkeen tulevien tähtitieteilijöiden pitäisi löytää tapa hankkia kenttäkokemusta. Tämä kokemus voidaan hankkia harjoittelupaikoilla, työskentelemällä tietoanalyysin parissa, etsimällä tietokoneohjelmointitehtäviä tai etsimällä tehtäviä instrumenttien rakentamiseen.
Kansalliset tähtitieteen observatoriot tarjoavat usein harjoittelupaikkoja vastavalmistuneille, eikä näitä mahdollisuuksia pidä jättää huomiotta. Tähtitieteen tutkinnon suorittaneiden on myös osallistuttava tutkijakouluun, jossa opetetaan muita tähtitieteeseen liittyviä kursseja. Kun tähtitieteen tohtorin tutkinto on saatu, tähtitieteilijät voivat etsiä töitä kaikenlaisista paikoista.
Useimmat tähtitieteilijät hyväksyvät tehtäviä akateemisissa laitoksissa. Tähtitieteen opettajaksi ryhtyminen antaa tähtitieteilijöille mahdollisuuden tutkia, oppia ja opettaa oppimiaan innokkaille opiskelijoille. Muita paikkoja etsiä tähtitieteellisiä paikkoja ovat observatoriot, hallitus ja laboratoriot. Vaikka korkeasti palkittujen tähtitieteellisten töiden löytäminen voi olla vaikeaa, tähtitieteilijät ovat erittäin haluttuja monista muista syistä.
Monet tutkimuslaitokset käyttävät usein tähtitieteilijöitä liikkeenjohdon konsultteina. Tieteellisen taustan konsultit ovat hyödyllisiä teknisissä tiedoissa ja monimutkaisissa tutkimushankkeissa. Mahdollisuudet johtamiskonsultti -alalla ovat niukat, vaikka ne ovat usein tarjolla niille, jotka menestyvät alallaan.
Avain hyvin palkatun tähtitieteen aseman saamiseen on tutkimus. Tähtitieteilijät, jotka haluavat julkaista järkevää tutkimusta, saavat yleensä paljon huomiota tähtitieteen alalla. Rakentamalla vankan maineen jotkut tähtitieteilijät onnistuvat tekemään itsestään korvaamattoman arvokkaan erilaisille työnantajille.
Taitavasti tähtitieteilijöillä on oltava erinomaiset matematiikan ja fysiikan taidot. Lisäksi tähtitieteilijöillä tulee olla vahvat tietokoneohjelmointitaidot. Tietokoneita käytetään laajalti tähtitieteen alalla, minkä vuoksi tietokonekurssit ovat välttämättömiä tähtitieteen tutkinnon saamiseksi. Lopuksi tähtitieteilijöillä on oltava myös erinomaiset kirjoitustaidot, koska suuri osa ajasta menee apurahaehdotusten laatimiseen.