يُعتبر قسم علوم الفلك والفضاء بجامعة الملك عبد العزيز أول قسم علمي أكاديمي في المملكة والوحيد حالياً، ويعتبر الفلكي ( أ.د. محمود خيري علي ) واضع أول نواة للدراسات الفلكية في المملكة, وذلك عندما استعان به الملك فيصل رحمه الله في بناء المرصد الإسلامي في المملكة , ولاقامته في مكةالمكرمة - رابطة العالم الإسلامي - توجه الدكتور خيري إلى جامعة المؤسس ليزرع هذا القسم , حيث بدأ الفلك كشعبة ضمن قسم الفيزياء في عام1396ه في عهد الملك خالد رحمه الله , وفي عام 1399ه أنشئ قسم الفلك بمسمى ( علوم الفلك والفضاء ) ليمنح درجة البكالوريوس للطلاب فقط في تخصصين مزدوجين ( فلك رياضيات ) و ( فلك فيزياء) , وفي عام 1425ه بدأ القسم بمنح درجة الماجستير للطلاب والطالبات. ويهدف القسم لإعداد نخبة متخصصة في الدراسات الشمسية وعلوم الكون وديناميكا الفضاء والميكانيكا السماوية كما يهدف إلى تعزيز المجالات التطبيقية للأقمار الصناعية و ترسيخ الحساب الشرعي للأهلة , ويتبنى القسم مسؤوليته لنشر الثقافة الفلكية عبر الندوات والمحاضرات العامة. يهدف القسم لإعداد نخبة متخصصة في الدراسات الشمسية وعلوم الكون وديناميكا الفضاء والميكانيكا السماوية كما يهدف إلى تعزيز المجالات التطبيقية للأقمار الصناعية و ترسيخ الحساب الشرعي للأهلةويمتلك القسم عدة معامل علمية منها المعمل الشمسي و معمل المناظير و معمل الليزر لتتبع الأقمار الصناعية و معمل الأشعة الكونية والقبة الفلكية . وتتنوع نوعية الأرصاد بين أرصاد شمسية وأرصاد قمرية وأرصاد نجميه وأرصاد لعمق الفضاء , وأهم هذه الأرصاد هو الأرصاد الشمسية حيث تعتبر من أهم الأرصاد على مستوى العالم وذلك للاهتمام الكبير لتحديد البقع الشمسية وتحديد مواقع انتشارها وعددها يومياً , حيث يتم تجميع هذه الأرصاد من 100 مرصد حول العالم في المركز الملكي البلجيكي ( SIDC ) ويعتبر مرصد جامعة الملك عبدالعزيز أحد هذه المراصد المعتمدة وهو الوحيد خليجياً والثاني عربياً . ورغم أن القسم هو الوحيد على مستوى المملكة و عدد طلابه قليل إلا أنه يعتمد مجالات وظيفية كثيرة تبدأ بالتدريس في المدارس وتنتهي بأعضاء هيئة تدريس في الجامعات. ويتطلع القسم بالنهوض بعلم الفلك والعودة به إلى مكانته في العالم الإسلامي والعربي كما كان في السابق عندما سجل المسلمون بصماتهم كونهم أهل العلم و أهل الفلك .