علم الفلك النظري هو علم يستخدم عمليات حسابية وتحليلية ونماذج تحدد سلوكيات النجوم بناء على نظريات فيزيائية معينة, ويمكن من خلال النماذج التحليلية الحصول على معلومات ادق, وكذلك مساعدة علماء الفلك الرصدي للحصول على بيانات تؤكد صحة النموذج او تخالفه وذلك من اجل استبداله بنموذج تحليلي آخر اكثر دقة وصواباً.