本所碩士班於民國90年成立， 並於民國98年設立博士班。 本所成立之目的為培育天文教育與研究人才，從事最先進的天文學研究，成為國際一流的天文教學與研究機構。天文研究所課程設計提供完整的基礎課程給予學生必備的薰陶，以及多元的選修課程讓學生有廣博的接觸， 並發展其適合的研究方向，以進一步與指導教授進行研究。 基礎課程包括恆星天文物理學，星系天文學，天文觀測，與天文輻射物理。 各項選修課程包括太陽系，星際介質，宇宙論，電波天文學，高能天文物理等等。 同時，在物理系大學部亦開設多門天文課程，包括普通天文學，基礎天文觀測，天文物理導論等等，以提供一個完整的大學部基礎天文學學程。
清大天文研究所除了擁有一座校園中的教學天文台，並有多架小型可見光望遠鏡設置在全球數個觀測站(台灣全球日震觀測網)從事日震、星震與系外行星之觀測。本所教師亦經常使用國際間的觀測設備進行研究，例如不同的大型電波望遠鏡以及天文觀測衛星，主要研究領域包括太陽物理，恆星與行星系統的形成，以及高能天文物理。其中涵蓋理論研究，觀測與數據分析，以及儀器的研製。在觀測上更是涵蓋了電波、紅外、可見光、X射線、以及gamma射線等波段。學生畢業後大多繼續在學術界發展，此外也可以擔任中學教師或在相關社教機構任職。因為天文教育與研究內容也都和各種分析方法與工具，電腦軟硬體，以及電子儀器與機械材料有關，本所畢業生也可以轉往其他業界發展。