天文统计学（英语：Astrostatistics）是一门涉及了天体物理学，统计分析和数据挖掘的交叉学科。它用于处理自动化巡天扫描生成的海量数据，刻画复杂的数据集，并利用天文学数据限制天体物理理论。天文统计学涉及了统计学的许多分支，包括非参数统计、多元回归和多元分类，时间序列分析，贝叶斯推断。