本課程預設為「天文物理導論」之延續，授課對象為對天文物理有興趣的研究生及大學部學生。
首先會教授星際介質（ISM, Interstellar Medium）的種類、物理性質及對觀測的影響（例如消光(extinction)、紅化(reddening)等）所以預計會以三週的時間穿插介紹天體輻射物理的機制、計算及觀測。
接下來會教授類星體（QSO, Quasi Stellar Object）。類星體是遙遠的活躍星系(AGN, Active Galactic Nuclei)。這種天體吸引人之處在於它的可觀測波長極為寬廣。從無線電波（radio）一直到伽馬射線（Gamma ray），都可以被量測到。而每一種波段又展現出不同的物理機制，並且具有非常大的紅移(red shift)，可做為佐證現代宇宙學的工具。類星體的相關課題內容非常豐富，每一個項目都可以獨立出來變成一個學期甚至一個學年的課。鑑於本課程的形式為導論，故僅能就其中幾項重要的觀測及物理來講授。而遙遠的類星體所發出的輻射，沿路經過許多不同種類的星際介質，最後才被觀測者接收到。故將會應用前三週之星際介質物理的概念來闡述天文學家對觀測數據的處理與解釋。
最後，這門課將會講授重力透鏡效應。重力透鏡效應是愛因斯坦的廣義相對論非常成功的典範。其中又包含強重力透鏡效應(Strong Lensing)及弱重力透鏡效應(Weak Lensing)。強重力透鏡效應可用來量測星系團的質量，弱重力透鏡則可用來觀測宇宙大尺度結構的形成(Large Scale Structure Formation)。另外，微波背景輻射透過星系團及星系的重力透鏡效應可以得到有關大尺度結構（Large scale structure)形成更精細的資訊。