يقوم برنامج الدراسات العليا في علم الفلك والفيزياء الفلكية بإعداد الطلاب للعمل في مجالات علم الفلك وعلوم الفضاء والتعليم. تتوفر فرص التعليم والبحث للخريجين في علم الفلك النظري والرصدي والفعال والفيزياء الفلكية. تشمل المجالات النشطة حاليًا للبحث النظري الفيزياء الفلكية عالية الطاقة (بما في ذلك نظرية النجوم النيوترونية والثقوب السوداء وانفجارات أشعة جاما)، والنسبية وعلم الكونيات، والديناميات النجمية وتكوين الكواكب، والمنهجية الحسابية. تشمل مجالات الرصد عمليات الرصد الطيفية والضوئية للكوازارات ذات الانزياح الأحمر العالي والمجرات والوسط بين المجرات؛ انفجارات أشعة جاما؛ دراسات الأشعة السينية والضوء المرئي للكوازارات والانفجار النجمي والمجرات النشطة الأخرى؛ دراسات الضوء المرئي للمجرات القريبة وتجمعاتها النجمية؛ دراسة الأشعة تحت الحمراء للأقزام البنية وأقراص الكواكب الأولية؛ التحليل الطيفي ونمذجة النجوم الثنائية، النشطة مغناطيسيًا، قبل وبعد التسلسل الرئيسي؛ البحث الطيفي للأنظمة الكوكبية. وتشمل المجالات الأساسية ما يلي: تطوير تلسكوبات وأجهزة الكشف عن الأشعة السينية؛ وأجهزة قياس الطيف الضوئي عالية الدقة المرئية والأشعة تحت الحمراء القريبة. يشارك أعضاء هيئة التدريس بالقسم في العديد من المنظمات الجامعية متعددة التخصصات: مركز أبحاث علم الأحياء الفلكي، ومركز الإحصاء الفلكي، ومركز الكواكب الخارجية والعوالم الصالحة للسكن، ومعهد الجاذبية والكون.
لعب القسم دورًا أساسيًا في العديد من التحقيقات العلمية وقادها باستخدام قمرين صناعيين أطلقتهما وكالة ناسا، ومرصد شاندرا للأشعة السينية ومهمة انفجار أشعة جاما بانكروماتية سويفت، وهوبي المبتكر الذي يبلغ طوله 9 أمتار - تلسكوب إيبرلي الموجود في مرصد ماكدونالد في تكساس. يقوم أعضاء هيئة التدريس والطلاب أيضًا بالمراقبة باستخدام مراصد فضائية أخرى (GALEX، وتلسكوب هابل الفضائي، وتلسكوب سبيتزر الفضائي، وXMM-Newton) والتلسكوبات الأرضية (جيميني والمرافق الوطنية الأخرى، وماجلان، وكيك، وتلسكوب جنوب أفريقيا الكبير، والتلسكوبات الكبيرة جدًا). ). ويشارك أعضاء هيئة تدريس الفيزياء المرتبطون ارتباطًا وثيقًا بالقسم في عمليات رصد الجسيمات وموجات الجاذبية باستخدام أدوات Auger وAMANDA وIce Cube وLIGO. يمتلك القسم مرافق حوسبة واسعة النطاق، كما يتم إجراء الأبحاث باستخدام موارد الحوسبة الفائقة الجامعية والوطنية.
يتمتع طلاب الدراسات العليا أيضًا بفرصة كبيرة لاكتساب الخبرة في التدريس الجامعي والتواصل مع الجمهور.