Teoreetikot myös yrittää luoda tai muokata malleja ottaa huomioon uusia tietoja, Kun kyseessä epäjohdonmukaisuus, yleinen suuntaus on yrittää tehdä mahdollisimman vähän muutoksia malli sopivat tiedot. Joissakin tapauksissa suuri määrä ristiriitaisten tietojen ajan voi johtaa yhteensä luopumiseen mallin.
Aiheet tutkittu teoreettinen astrofyysikkoja ovat: tähtien dynamiikka ja evoluutio; galaksi muodostus; magnetohydrodynamiikan; laajamittainen rakenne aineen maailmankaikkeudessa; alkuperä kosmiset säteet; yleinen suhteellisuusteoria ja fyysisen kosmologian, mukaan lukien merkkijono kosmologian ja astrohiukkasfysiikan. Avaruusfysikaaliset suhteellisuusteoria toimii työkaluna arvioida ominaisuuksien suuren mittakaavan rakenteita, jotka gravitaatio on merkittävä rooli fysikaalisia ilmiöitä tutkitaan ja perustana musta aukko (Astro) fysiikan ja tutkimus gravitaatioaaltojen.
Jotkut laajalti hyväksytty ja opiskeli teoriat ja mallit astrofysiikan, sisältyy nyt Lambda-CDM malli ovat Big Bang, Cosmic inflaatio, pimeä aine, pimeä energia ja tottuu fysiikan. Madonreikiä ovat esimerkkejä teorioita, jotka ovat vielä todistettu.