La Astroestadística se usa para procesar la gran cantidad de datos que se producen diariamiente en los muestreos astronómicos del cosmos, para caracterizar datos complejos, y para establecer las conexiones entre la teoría y los datos observacionales. La regresión paramétrica y no-paramétrica, la clasificación multivariada, el análisis de series de tiempo y la inferencia Bayesiana son algunas de las ramas de la estadística involucradasa en la Astroestadística.