V současné době se pracovníci Astronomického ústavu věnují především studiím v následujících oblastech: fyzika Slunce, fyzika meteorů, hvězdná astronomie, galaktická astronomie a dynamika přirozených a umělých těles sluneční soustavy.
Několik přístrojů se každodenně využívá pro různé druhy pozorování, např. 2m dalekohled pro spektroskopii hvězd, 65cm dalekohled pro fotometrii asteroidů, vícekanálový spektrograf pro sledování slunečních erupcí, sluneční magnetograf, sluneční dalekohled, sluneční radiový spektrograf, meteorický radar, fotografický zenitový dalekohled, kamery pro sledování přeletu bolidů a další.
Práce astronomického ústavu je příkladem mezinárodní spolupráce. Prostřednictvím sítě Internet jsou původní měření zasílána do světových databank a naopak jsou získávány informace z jiných pozemských observatoří stejně jako z přístrojů pracujících na družicích.
Měření jsou analyzována a porovnávána s fyzikálními modely a numerickými modely na počítačích, např. šíření rázových vln vznikajících při slunečních erupcích v heliosféře.
Ve spolupráci se státy Evropské unie a USA byly navrženy a zkonstruovány přístroje pro vesmírný výzkum, např. mikroakcelerometr, který byl umístěn na palubě amerického raketoplánu Atlantis, anebo fotometr pro oblast tvrdého rentgenového záření, který pracuje na americké družici MTI.
Centrum teoretické astrofyziky
Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy podporuje od roku 2005 programy Center základního výzkumu. Cílem těchto programů je vytvořit podmínky pro špičkovou vědeckou práci a podpořit spolupráci nejlepších vědeckých pracovišť v České republice tak, aby byla zvýšena jejich konkurenceschopnost v Evropském výzkumném prostoru, a přispět k výchově mladých odborníků.
Jedním z center základního výzkumu se v roce 2006 stalo i Centrum teoretické astrofyziky, které vzniklo sdružením skupiny předních teoretiků působících v Astronomickém ústavu AV ČR s pracovníky význačných teoreticko-fyzikálních pracovišť na dvou dalších českých univerzitách, Matematicko-fyzikální fakulty Univerzity Karlovy v Praze a Filozoficko-přírodovědecké fakulty Slezské univerzity v Opavě.
Předmětem činnosti Centra je teoretický výzkum v oblasti astrofyziky a kosmické fyziky. Pracoviště se soustřeďuje především na podporu mladých odborníků na postdoktorální úrovni a je teoretickým a interpretačním zázemím pro stávající a budoucí observační aktivity prováděné jak vlastními přístroji zúčastněných institucí, tak i v mezinárodní spolupráci – např. v rámci ESO (Evropská jižní observatoř), jejímž členem se Česká republika stala v r. 2007, nebo ESA (Evropská kosmická agentura), ke které je ČR smluvně přidružena a členství se očekává v r. 2009.