สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน) มีบทบาทหน้าที่สำคัญในการวิจัยและค้นคว้าด้านดาราศาสตร์และฟิสิกส์ดาราศาสตร์ของประเทศ ซึ่งเป็นการวิจัยค้นคว้าทางด้านฟิสิกส์และองค์ประกอบของเทหวัตถุต่างๆ เช่น ดาวฤกษ์ ดาวเคราะห์ กาแล๊กซี่ รวมถึง เอกภพ ซึ่งถือว่าเป็นการวิจัยขั้นพื้นฐานหรือเรียกว่าวิทยาศาสตร์บริสุทธิ์ โดยสภาบันได้แบ่งกรอบการวิจัยไว้ 4 ด้านคือ