الدراسات الفلكية القديمة مجال يبحث في معرفة الشعوب القديمة بالفلك ومعتقداتهم عن الكون، مستعيناً بعلم الآثار والفلك والتاريخ وعلم الإنسان. يرى الباحثون أن فهم معرفة القدماء بحركة الأجرام السماوية يساعد على فهم حضاراتهم وطرق تنظيمهم للزمن والطقوس والبناء، كما أن المدونات القديمة عن الأفلاك والنجوم تفيد في الحسابات الفلكية الحديثة. يستقي هذا المجال مادته من المخطوطات والسجلات الأثرية واتجاهات المباني القديمة. فقد أظهرت آثار المايا معرفة دقيقة بمواقع الشمس والقمر والنجوم وحركة الزهرة، حتى وجهوا بعض أبنيتهم بما يوافق ظهور هذا الكوكب. كما بينت دراسة الدوائر الحجرية في بريطانيا أنها ربما استخدمت دليلاً لمواقيت شروق الشمس وبزوغ القمر وغروبهما في أوقات معينة، وربما كانت نوعاً من التقويم أو وسيلة للتنبؤ بالكسوف والخسوف.