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2019年4月21日上午，清华大学天文系成立大会在主楼接待厅举行。天文系的成立是清华大学在“双一流”建设中迈出的坚实一步，标志着清华完成“数理化天地生”完整的理科布局。<ref>[https://www.tsinghua.edu.cn/info/1368/81708.htm 清华大学天文系成立，完成完整理科布局. 清华大学官网]</ref>

清华大学天文系的前身——天体物理中心成立于2001年，挂靠物理系，十多年来在物理系、工物系、高研院等院系和学校的支持下取得了稳步的发展。2014年，清华大学通过了新的天文学科发展规划，明确提出要大力发展天文学科。2017年天文学科作为清华大学“十三五”重点发展方向，获得学校大力支持。通过多年发展，天体物理中心已经形成了一支学科布局合理、中青年结合的学术梯队。

2018年是中国对外开放40周年。中国基础科学包括天文学在过去的40年里取得了迅速的发展，在世界舞台上发挥着越来越重要的角色。这一年，清华大学天体物理中心在学科建设方面又获得了令人激动的成果——新人才的加入、令人兴奋的科学成果和成功的科研资助。2018年底，9位天文学界专家评委对天体物理中心的学科发展进行了评估，肯定了学科建设的阶段性成果，建议成立天文系。2019年初，校学术委员会、党委常委会和校务会相继审议通过了成立天文系的申请。清华大学天文系英文名称为：Department of Astronomy, Tsinghua University，英文缩写DOA，纳入理学院。同时保留清华大学天体物理中心（虚体），挂靠天文系。

目前，清华大学天文学科的研究方向包括星系宇宙学、高能天体物理、行星物理、超新星及时域天文学等，并拥有高性能计算机群和低温探测器实验室。未来，清华大学天文系及天体物理中心将继续发展这些前沿研究领域，同时积极培养天文学专业人才和开设全校同时教学课程，为清华和我国的天文研究和教育作出应有的贡献。此外，天文系还将借助清华大学的工程技术力量，继续致力于为地面和空间天文观测开发最新型最先进的天文探测仪器，并努力与其他领域合作开展跨学科研究。