上海天文臺以天文地球動力學、天體物理以及行星科學為主要學科方向，同時積極發展現代天文觀測技術和時頻技術，努力為天文觀測研究和國家戰略需求提供科學和技術支持。目前有4個招生專業：天體物理、天體測量與天體力學、天文技術與方法和電子信息（專碩）。天體物理專業適宜天文、物理等專業的學生報考；天體測量與天體力學專業適宜天文、數學、測繪、物理、地球物理等專業的學生報考；天文技術與方法專業和電子信息專業適宜電子、通信、自動控制、計算機、光學、物理等專業的 學生報考。

天體物理專業

  天體物理專業的主要研究方向涉及黑洞和高能天體物理、星系形成與演化、宇宙大尺度 結構、星團和銀河系結構、恒星形成、以及行星天體物理等領域，在黑洞吸積與噴流理論、黑洞和星系的共同演化、銀河系結構與動力學、計算天體物理等方向具有一定的國際影響力。 上海天文臺參與了多項國際、國內天文項目和觀測計劃，如LAMOST、HXMT、SKA、TMT、 LSST、FAST等。

天體測量與天體力學專業

  天體測量與天體力學專業主要研究領域包括，對各種自然和人造天體的位置運動測量和動力學研究，并基于此創建、擴充、維持及連接多種天文參考架的研究，以及于此相關的相對論問題研究。具體包括：恒星和致密射電源的位置和自行的測定；空間飛行器精密定軌理論和應用的研究；地球自轉變化的檢測、分析和預報及其激發機制研究等；全球板塊運動和區域性地殼形變的測定和研究，地心、地面臺站相對地心位置和 運動的測定；行星內部結構、流體和磁流體動力學過程和耦合機制研究等。

天文技術與方法專業和電子信息專業

  天文技術與方法專業和電子信息專業涉及射電天文技術、原子鐘與時間頻率系統和光學天文技術、空間天文技術等5個部分。研究領域包括甚長基線干涉測量（VLBI）信號處理、VLBI深空探測器高精度測軌、新型超寬帶VLBI系統、射電望遠鏡測量與控制、低噪聲放大器（LNA）集成電路設計與封裝、天文高靈敏度接收機、超寬帶數據采集存儲傳輸技術，高精度原子鐘技術、空間氫原子鐘、時間統一系統、時間頻率高精度測量技術，光學望遠鏡系統設計、天文光干涉技術，天文望遠鏡信息處理與控制、高速信號處理、天文數據、旋轉漂移掃描CCD技術、人造衛星與空間碎片監測技術，空間射電望遠鏡系統、空間光學天文望遠鏡系統等。