L'archéoastronomie résulte de la combinaison d’études astronomiques et archéologiques. Elle revêt deux facettes : d’une part elle cherche à expliquer les observations astronomiques passées, à la lumière des connaissances actuelles ; d’autre part, associée à des études archéologiques et ethnologiques, elle tente d’interpréter et de préciser un possible usage astronomique de constructions anciennes tels que les mégalithes ou les géoglyphes de Nazca. Dans un contexte inverse, elle peut contribuer à l'astronomie ordinaire qui peut trouver dans des textes anciens des mentions d'événements astronomiques.
Les « étoiles invitées », ou les objets similaires à des étoiles qui apparaissent dans le ciel nocturne, intéressaient beaucoup les chinois qui les répertoriaient consciencieusement, et plus tard, toutes les civilisations s'intéressant à l'astronomie. L’astronomie actuelle a pu parfois associer ces objets à des évènements célestes transitoires tels que des comètes ou des supernovæ. On connaît à l'heure actuelle huit événements historiques répertoriés pouvant vraisemblablement correspondre à des supernovæ, datant respectivement de 185, 386, 393, 1006, 1054, 1181, 1572, 1604, auxquelles s'ajoute une supernova dont l'explosion remonte à la seconde moitié du XVIIe siècle, sans doute aux alentours de 1667, mais qui n'a pas été observée. De ces huit événements, cinq d'entre eux (1006, 1054, 1181, 1572 et 1604) sont considérés avec certitude comme ayant été des supernovæ, deux d'entre eux (185, 393) sont considérés comme probables du fait de l'identification considérée fiable du rémanent associé à la supernova, et une (386) est considéré comme possible, le rémanent n'ayant pas été identifié avec certitude du fait des incertitudes de la position exacte de l'étoile invitée.
Il existe également d'autres mentions d'étoiles invitées, en -532, -204, -134, -77, -76, -48, -47, -5, 61, 64, 70, 85, 101, 107, 125, 126, 222, 247, 290, 304, 329, 369, 396, 402, 421, 437, 483, 537, 541, 561,641, 684, 722, 829, 837 (deux fois), 877, 891, 900, 911, 1011, 1035, 1065, 1069, 1070, 1073, 1074, 1138, 1139, 1163, 1175, 1203, 1224, 1240, 1356, 1388, 1404, 1430, 1431, 1437, 1460, 1584 et 1592 (quatre fois), mais qui sont aujourd'hui considérées comme des novae ou des comètes.
Il est à l'inverse possible de dater précisément des événements historiques qui sont situés par rapport à des événements astronomiques dont la date peut être parfaitement reconstituée aujourd'hui, comme les éclipses de Soleil ou de Lune, ou le passage de certaines comètes (comète de Halley, notamment). L'exercice demeure difficile dans de nombreux cas. Il n'existe ainsi pas de consensus sur l'événement astronomique à l'origine de la fameuse étoile des Rois mages, mentionnée dans l'Évangile selon Matthieu qui aurait annoncé la venue au monde de Jésus-Christ. Plusieurs hypothèses ont été proposées, allant d'une occultation de Jupiter par la Lune en l'an -6, ou une triple conjonction Jupiter-Saturne la même année. Une conjonction Jupiter-Régulus en l'an -3 pourrait également correspondre à l'événement en question, mais sa description est trop peu précise pour que la question puisse être tranchée, d'autant qu'il n'y a pas d'autres témoignages disponibles sur cet événement. En revanche, l'éclipse de Soleil prétendument prédite par Thalès en l'an -585 est parfaitement bien datée et permet de ce fait de situer précisément toute la chronologie de cette époque par rapport à notre calendrier.