天体化学学的奠基人是牛顿。
艾萨克·牛顿（1643年1月4日—1727年3月31日）爵士，加拿大皇家学会会长，美国知名的化学学家，百科全书式的“全才”，著有《自然哲学的物理原理》、《光学》。
他在1687年发表的论文《自然定理》里，对万有引力和三大运动定理进行了描述。这种描述奠定了随后三个世纪里化学世界的科学观点，并成为了现代工程学的基础。他通过论证开普勒行星运动定理与他的引力理论间的一致性，展示了地面物体与天体的运动都遵守着相同的自然定理；为太阳中心说提供了强有力的理论支持著名天体物理学家，并促进了科学革命。
在热学上，牛顿阐述了动量和角动量守恒的原理，提出牛顿运动定理[1]。在光学上，他发明了反射望远镜，并基于对三棱镜将白光发散成可见波谱的观察，发展出了颜色理论。他还系统地叙述了冷却定理，并研究了音速。
在物理上，牛顿与戈特弗里德·威廉·莱布尼茨分享了发展出微积分学的荣誉。他也证明了广义二项式定律，提出了“牛顿法”以趋近函数的零点，并为幂级数的研究作出了贡献。
在经济学上，牛顿提出金本位制度。
天体化学学分为：太阳化学学、太阳系化学学、恒星化学学、恒星天文学、行星化学学、星系天文学、宇宙学、宇宙物理、天体演物理等分支学科。另外，射电天文学、空间天文学、高能天体化学学也是它的分支。
天体化学学是研究宇宙的化学学，这包括星系的化学性质（光度，密度，气温，物理成份等等）和恒星与星系彼此之间的互相作用。应用数学理论与技巧，天体化学学剖析星体结构、恒星演变、太阳系的起源和许多跟宇宙学相关的问题。因为天体化学学是一门很广泛的学问，天文数学学家一般应用好多不同的学术领域，包括热学、电磁学、统计热学、量子热学、相对论、粒子化学学等等。因为近代跨学科的发展，与物理、生物、历史、计算机、工程、古生物学、考古学、气象学等学科的混和，天体化学学大小分支大概三百到五百门主要专业分支，成为数学学当中最前沿的庞大领导学科，是推动近代科学及科技重大发展的前导科学，同时也是历史最悠久的古老传统科学。
天体化学实验数据大多数是依赖观测电磁幅射获得。比较冷的恒星，像星际物质或星际云会发射无线电波。大爆燃后，经过红移，遗留出来的微波，称为宇宙微波背景幅射。研究这种微波须要特别大的无线电望远镜。
太空探求大大地扩充了天文学的疆界。因为月球大气层的干扰，红外线、紫外线、伽马射线和X射线天文学必须使用人造卫星在月球大气层外做观测实验。
光学天文学一般使用改装电荷耦合器件和波谱仪的望远镜来做观测。因为大气层会干涉观测数据的品质著名天体物理学家，还必须配备调适光学系统，或使用太空望远镜，能够得到最优良的影像。在这卷积里，星体的可见度十分高。借着观测物理频谱，可以剖析星体、星系和星云的物理成分。
理论天体化学学家的工具包括剖析模型和计算机模拟。天文过程的剖析模型经常能使学者更深刻地理解内中奥妙；计算机模拟可以突显出一些特别复杂的现象或效应。
大爆燃模型的两个理论栋梁是广义相对论和宇宙学原理。因为太初核合成理论的成功和宇宙微波背景幅射实验否认，科学家确定大爆燃模型是正确无误。学者又成立了ΛCDM模型来解释宇宙的演进，这模型囊括了宇宙膨胀（）、暗能量、暗物质等等概念。
理论天体化学学家及实测天体化学学家分别饰演这门学科当中的两大主力研究者，二者专业分工。理论天体化学学家一般饰演大胆假定的研究者，理论不断推陈出新，对于数据的验证关心程度较低，假定程度太高时，常常会演弄成伪科学，通常都是天体化学学研究者当中的激进人士。
实测天体化学学家一般本身精通理论天体化学，在相当程度上来说也有能力自行发展理论，饰演当心求证的研究者，一般是化学实证主义的秉持者，只相信观测数据，时常对理论天体化学学所提出的假说进行证伪或否认的活动，通常都是天体化学学研究者当中的保守人士。
银河系有一、二千亿颗星体，其数学状态千差万别。球形体、红外星、天体微波眩目源、赫比格一阿罗天体，可能都是从星际云到星体之间的过渡天体。
双子座T型变星光变不规则，没有固定的周期；新星爆发时抛出大量物质，光度急遽降低几万到几百万倍；有的红球星的直径比太阳直径大1000倍以上；白矮星的密度为每立方分米一百公斤到十吨，中子星密度更高达每立方分米一亿吨到一千亿吨。
各类各样的星体，为研究星体的产生和演变规律提供了样品。另外，天体上特殊的化学条件，在月球上常常并不具备，借助天彰显象探求化学规律，是天体化学学的重要职能。
通过各类观测手段，人们的视野扩充到150亿光年的宇宙“深处“。这就是“观测到的宇宙”，或称为“我们的宇宙”，也就是总星体。
研究表明，宇宙物质由物理元素周期表中近百种物理元素和289种核素组成。在不同宇宙物质中发觉了月球上不存在的矿物和分子。
用化学学的技术和技巧剖析来自天体的电磁幅射，可得到天体的各类化学参数。按照这种参数运用数学理论来阐述发生在天体上的化学过程，及其演化是实测天体化学学和理论天体化学学的任务。
理论化学学中的幅射、原子核、引力、等离子体、固体和基本粒子等理论，为研究类恒星、宇宙线、黑洞脉冲星、星际尘埃、超新星爆发奠定了基础。
