Astronomia promieniowania gamma – dziedzina astronomii zajmująca się badaniem promieniowania gamma pochodzącego od ciał niebieskich.
Przypuszczenia i teorie na temat istnienia we Wszechświecie procesów prowadzących do emisji promieniowania gamma datują się na wiele lat przed powstaniem technicznych możliwości ich detekcji. Szczególny wkład miały tu prace E. Feenberga i H. Primakoffa z 1948, Y. Hayakawy i G. W. Hutchinsona z 1952, oraz P. Morrisona z 1958 roku. Procesy te to głównie oddziaływanie promieniowania kosmicznego z gazem międzygwiazdowym, wybuchy supernowych, oddziaływanie wysokoenergetycznych elektronów z międzygwiazdowym polem magnetycznym. Możliwość detekcji tych emisji pojawiła się dopiero w latach 60. XX wieku.
Detekcja promieniowania gamma Ze względu na fakt, iż promieniowanie gamma jest niemal całkowicie pochłaniane przez atmosferę Ziemi, bezpośrednie obserwacje muszą być wykonywane spoza najgęstszych warstw atmosfery. W tym celu teleskopy promieniowania gamma umieszczane są w balonach lub sztucznych satelitach. Pierwsze orbitalne obserwatorium promieniowania gamma, wyniesione na orbitę okołoziemską w roku 1961 w satelicie Explorer 11, zarejestrowało zaledwie kilkadziesiąt fotonów promieniowania gamma.