2018年，天文学家有大约2400个工作岗位。天文学家的最大雇主如下:
| 学院、大学和职业学校;州的、地方的和私人的 | 41% |
| 联邦政府，不包括邮政服务 | 20. |
2018年，物理学家拥有约1.92万个工作岗位。雇用物理学家最多的公司如下:
| 科研开发服务 | 34% |
| 学院、大学和职业学校;州的、地方的和私人的 | 23 |
| 联邦政府，不包括邮政服务 | 18 |
| 流动医疗服务 | 4 |
美国国家航空航天局(NASA)和美国国防部下属机构历来是联邦政府中雇用物理学家和天文学家最多的两个机构。科学研究和发展行业包括私人和联邦资助的国家实验室，如加利福尼亚州的劳伦斯利弗莫尔实验室、新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯国家实验室和马里兰州的戈达德研究所。
物理研究通常在中小型实验室进行。然而，在某些物理领域的实验，如核物理和高能物理，可能需要极其庞大和昂贵的设备，如粒子加速器和核反应堆。虽然物理学研究可能需要在实验室里进行大量的实验，但物理学家们仍然把大部分时间花在办公室里，计划、分析、筹款和报告研究。
大多数天文学家在办公室工作，一年可能会访问天文台几次。天文台是放置地面望远镜的建筑，用来收集数据和进行观测。一些天文学家在天文台全职工作。
一些物理学家和天文学家暂时离开家，在拥有独特设备的国家或国际机构工作，如粒子加速器和伽马射线望远镜。他们还经常出差参加会议，展示研究成果，与同事讨论想法，并更多地了解他们领域的新发展。
工作安排
大多数物理学家和天文学家都是全职工作。天文学家可能需要在夜间工作，因为来自太阳的辐射对夜间观测的干扰较小。天文学家通常每年只访问天文台几次，因此保持正常的办公时间。
从事研究和学术工作的物理学家和天文学家通常需要博士学位。然而，联邦政府的物理学家工作通常需要物理学学士学位。在获得物理学或天文学博士学位后，许多寻求在学术界发展的研究人员从临时博士后研究职位开始。
教育
物理学、天文学或相关领域的博士学位是从事研究或学术工作或在工业中担任独立研究职位所必需的。
研究生通常专注于物理学或天文学的一个分支领域，如凝聚态物理学或宇宙学。除了学习物理或天文学课程外，博士生还需要学习数学课程，如微积分、线性代数和统计学。计算机科学课程也是必不可少的，因为物理学家和天文学家经常开发专门的计算机程序，用于收集、分析和建模数据。
拥有物理学硕士学位的学生可能有资格从事制造业和医疗保健公司的应用研究和开发工作。许多硕士学位课程专门为不需要博士学位的物理相关研究和开发职位的学生做准备。
大多数物理学和天文学研究生都有物理学或相关领域的学士学位。物理学学士学位通常被认为是攻读天文学博士学位的良好准备，尽管一些大学可能更喜欢天文学学士学位。本科物理课程提供了自然科学和数学的广泛背景。典型课程包括经典力学和量子力学、热力学、光学和电磁学。
学生可以选择在本科期间完成实习，以获得额外的实践经验。的美国天文学会有天文学学生的实习目录，还有美国物理学会列出物理专业学生的实习机会。
只有物理学学士学位的求职者通常有资格在工程和计算机科学等相关领域担任技术人员和研究助理。拥有天文学学士学位的人也有资格在天文台担任助理。不想继续攻读博士学位的学生可能想学习仪器制造和计算机科学方面的课程。
一些硕士和学士学位持有者在联邦政府找到工作。其他人可能会成为初中和高中的科学教师。
培训
许多物理学和天文学博士在寻求全职研究工作的时候，都是从一个临时的博士后研究岗位开始他们的职业生涯，通常持续2到3年。在他们的博士后任命期间，他们与经验丰富的科学家一起工作，并继续学习他们的专业或对相关研究领域有更广泛的了解。资深科学家可能会仔细监督他们最初的工作，但随着这些博士后工作人员获得经验，他们通常会做更复杂的任务，在工作中有更大的独立性。
许可证、证书和注册
联邦政府的一些职位，如涉及核能和其他敏感研究领域的职位，可能要求申请人是美国公民，并持有安全许可。
进步
有了经验，物理学家和天文学家可能会在他们的工作中获得更大的独立性，以及更多的研究预算。那些在大学任职的人也可能因经验丰富而获得终身职位。一些物理学家和天文学家进入管理职位，通常是作为自然科学经理，并花费大量时间准备预算和时间表。大多数管理职位需要物理学家和天文学家的博士学位。
物理学家和天文学家通常对建筑和思考兴趣领域，根据荷兰的代码框架。建筑兴趣领域表明专注于使用工具和机器，制作或修理实用的东西。思维兴趣领域表明了对研究、调查和增加对自然规律的理解的关注。
如果你不确定你是否对建筑或思考感兴趣，这可能适合作为一个物理学家和天文学家的职业，你可以参加一个职业测试衡量你的兴趣。
物理学家和天文学家还应具备以下特殊素质:
分析能力。物理学家和天文学家需要能够进行逻辑思考来进行科学实验和研究。他们的分析必须精确准确，因为错误可能会使他们的研究无效。它们还必须能够有效地寻找和使用资金。
沟通技巧。物理学家和天文学家在科学会议上、向公众、或向政府和商界领袖展示他们的研究成果。物理学家和天文学家撰写的技术报告可能会发表在科学期刊上。他们还为研究经费撰写提案。
批判性思维的技能。物理学家和天文学家必须仔细评估自己和他人的工作。他们必须确定结果和结论是否基于可靠的科学。
好奇心。物理学家和天文学家的工作领域总是处于技术的前沿。他们必须非常热衷于为自己的事业不断学习。深入的知识必须获得广泛的技术主题，从计算机编程到粒子对撞机。
人际关系技巧。物理学家和天文学家必须在学术和工业研究领域与其他人广泛合作。他们需要能够为了一个共同的目标与他人合作。人际交往能力也应该有助于研究人员为他们的项目获得资金。
数学能力。物理学家和天文学家进行复杂的计算，涉及微积分、几何、代数和其他数学领域。他们必须能够用数学术语来表达他们的研究。
解决问题的能力。物理学家和天文学家利用科学观察和分析来解决复杂的科学问题。解决这些复杂的科学问题可能需要创造性思维。
自律。物理学家和天文学家花了很多时间独自工作，他们需要在工作中保持积极性和准确性。
2019年5月，天文学家的平均年薪为114,590美元。工资中位数是指某一职业中有一半的工人收入超过这个数字，一半的工人收入低于这个数字。收入最低的10%的人收入低于59,420美元，收入最高的10%的人收入超过185,780美元。
2019年5月，物理学家的平均年薪为122,850美元。收入最低的10%的人收入低于62470美元，收入最高的10%的人收入超过201990美元。
2019年5月，天文学家在其工作的顶级行业的年薪中位数如下:
| 联邦政府，不包括邮政服务 | 148110美元 |
| 学院、大学和职业学校;州的、地方的和私人的 | 86850年 |
2019年5月，物理学家在其工作的顶级行业的年薪中位数如下:
| 流动医疗服务 | 178690美元 |
| 科研开发服务 | 131870年 |
| 联邦政府，不包括邮政服务 | 120370年 |
| 学院、大学和职业学校;州的、地方的和私人的 | 78800年 |
大多数物理学家和天文学家都是全职工作。天文学家可能需要在夜间工作，因为来自太阳的辐射对夜间观测的干扰较小。天文学家通常每年只访问天文台几次，因此保持正常的办公时间。
从2018年到2028年，物理学家和天文学家的总体就业预计将增长9%，高于所有职业的平均水平。
预计物理学家在科学研究和发展服务、教育服务、医疗保健和社会援助行业的就业将有所增长。但在未来10年里，这种快速增长只会带来大约1800个新工作岗位。
联邦开支是物理学和天文学相关研究基金的主要来源，尤其是基础研究。预计联邦政府在物理学和天文学研究方面的支出增长将基本持平，这将抑制对物理学家和天文学家在严重依赖此类资金的机构的需求。
就业前景
预计，学院和大学等长期研究职位的竞争将非常激烈。越来越多拥有博士学位的人可能需要通过多次博士后任命才能找到一个固定职位。此外，提交申请资助的研究提案数量的增长速度超过了可用资金的增长速度，导致对研究资助的竞争更加激烈。
尽管传统研究工作存在竞争，但物理学家在应用研究、开发和相关技术领域的前景应该是好的。拥有物理学或天文学任何学位的毕业生，从学士学位到博士学位，都会发现他们的科学和数学知识对许多其他职业都很有用。数据库管理技能也是有益的，因为这些专业人员使用的是大型数据集。
物理学和天文学研究的很大一部分依赖于联邦基金，因此联邦预算每年都对就业前景产生重大影响。