Katedra Astrofizyki Teoretycznej
Zasadniczy rozwój astrofizyki teoretycznej na Uniwersytecie Warszawskim rozpoczął się w latach 50. XX wieku, za sprawą działalności dwóch kolejnych dyrektorów obserwatorium – prof. Włodzimierza Zonna oraz prof. Stefana Piotrowskiego, którzy byli wówczas jednymi z nielicznych polskich specjalistów w tej dziedzinie. Kierowane przez nich badania dotyczyły głównie natury obiektów zmiennych, a także ewolucji gwiazd i ich układów. Zdołali też wykształcić grono doktorantów, których ogół (wysoce cenionych) osiągnięć stał się znany na świecie jako warszawska szkoła astronomiczna. Najwybitniejszym jej przedstawicielem był prof. Bohdan Paczyński.
Obecna jednostka powstała w 2021 roku w wyniku połączenia Zakładu Astrofizyki Teoretycznej oraz Zakładu Astronomii Pozagalaktycznej. Aktualnie jednym ze szczególnych przedmiotów pracy astronomów z katedry, jest astronomia fal grawitacyjnych, jedna z najdynamiczniej rozwijających się dziedzin tej nauki. Obserwatorium ma swoich przedstawicieli w konsorcjum detektorów LIGO/VIRGO. Do zadań warszawskiego zespołu należy m.in. wykonywanie symulacji obiektów i zjawisk, będących źródłem fal grawitacyjnych. Dzięki temu ma on również swój udział w największych osiągnięciach wspomnianych instrumentów.
Drugim ważnym zagadnieniem jest astronomia pozagalaktyczna i kosmologia. Jednym z głównych tematów jest mikrofalowe promieniowanie tła (CMB). Obserwatorium zaangażowane było szczególnie w badania oparte o dane z satelity Planck (instrumentu ESA pracującego w latach 2009-2013).