Il testo è dedicato a studenti e cultori interessati ad affrontare argomenti di astrofisica delle stelle, delle galassie e della cosmologia, e raccoglie molti degli argomenti di fisica, matematica e tecnologia necessari per lo studio dell'astrofisica. È stata data soprattutto evidenza ai metodi teorici su cui si basa lo sviluppo dei modelli di struttura ed evoluzione stellare e galattica, per giungere fino ai concetti principali della cosmologia astrofisica. Sono inoltre forniti riferimenti bibliografici per approfondimenti. Alcuni argomenti specifici possono essere consultati nelle Appendici disponibili on-line su Springer Extras Materials. Nei primi dieci capitoli sono illustrati i metodi fondamentali dell'astrofisica, le tecniche osservative, le teorie gravitazionali e la fisica dei fluidi e dei plasmi, indispensabili per costruire i modelli astrofisici. Nei rimanenti dieci capitoli sono presentate le attuali conoscenze sulla struttura ed evoluzione stellare, sulle galassie e la distribuzione della materia alle grandi scale e sulla cosmologia, fino al modello del big-bang. Il testo rappresenta il risultato dell'esperienza di insegnamento dell'autore in corsi di Fondamenti di astrofisica, Astrofisica dei plasmi, Astrofisica teorica, Radioastronomia e Laboratorio di astrofisica che ha tenuto a Torino, la SISSA di Trieste e la University of Chicago.