Avaruusfysiikka tutkii niitä avaruuden ilmiöitä, joista ainakin periaattessa voidaan saada havaintoja paikan päältä. Tutkimus keskittyy siis aurinkokuntaan, mutta tutkimusmenetelmät ovat käyttökelpoisia kaikkialla maailmankaikkeudessa.
Pääasiallisia tutkimuskohteita ovat aurinko, aurinkotuuli ja maan sekä muiden planeettojen magnetosfäärit, ionosfäärit ja kaasukehät.
Avaruusfyysikon tärkein työkalu on plasmafysiikka, mutta käytännön työssä tarvitaan hyvää ymmärrystä niin perusfysiikasta kuin moderneista havaintolaitteistakin.