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アストログラフ（またはアストログラフィックカメラ）とは、天体写真撮影のみを目的として設計された望遠鏡のことです。アストログラフは主に、広範囲の天体観測や、小惑星、流星、彗星などの天体の検出に用いられます。
19世紀半ばの写真技術の進歩により、天体写真専用の装置が開発され、20世紀にも広く普及しました。他の写真と同様に、光に反応する薬品が使用され、ガラス乾板、あるいは写真フィルムに記録されました。この時代の多くの天文台では、太陽観測用の機器であるトランジット望遠鏡、大型屈折望遠鏡、クロノメーターなどの機器の他に、天体写真装置が使用されていました。
天体写真装置は夜空の調査によく用いられ、有名なプロジェクトの一つに「カルト・デュ・シエル（Carte du Ciel） 」がある。天体写真装置を用いた発見には、当時惑星だった冥王星も含まれる。冥王星は望遠鏡で観測するのではなく、天体写真装置で撮影した画像と瞬時比較器を用いて発見された。
20世紀後半になると、電子検出器がより一般的になり、データは電子的に保存されるようになった。
このクラスの研究用望遠鏡のほとんどは屈折望遠鏡ですが、リッチー・クレチアン式のような（通常はより大型の）反射式や、シュミットカメラのような反射屈折式も多数存在します。アストログラフの主なパラメータは、対物レンズの直径とF値であり、これによって写真乾板またはCCD検出器上の視野と画像スケールが決まります。アストログラフの対物レンズは通常それほど大きくなく、 20～50cm （8～20インチ）程度です。
焦点面の形状は、特定の形状の写真乾板やCCD検出器と連動するように設計されていることが多い。対物レンズは、焦点面に特に大きな（例えば、 430mm × 430mm ）平坦で歪みのない像を生成するように設計されている。さらに、使用するフィルムの種類に合わせて特定の波長の光を集光するように設計されている場合もある（初期の天体写真装置は、当時の写真乳剤に合わせて青色の波長で動作するように調整されていた）。
広角アストログラフは、F値が小さいため、広大な空域を撮影するために使用されます。F値が大きいアストログラフは、より精密な測定に使用されます。世界の多くの天文台には、口径約13インチ（330mm ）、焦点距離約11フィート（3.4m ）のいわゆる標準アストログラフが設置されています。「標準アストログラフ」の目的は、焦点面における像の縮尺が約60秒角/mmとなるような画像を作成することです。
天体位置測定に用いられる天体写真装置は、天体の位置を広範囲の天球上に「マッピング」するために画像を記録します。これらのマップはカタログとして出版され、さらなる研究に利用されたり、深宇宙探査の基準点として用いられたりします。
恒星分類に用いられる天体写真装置は、同一の架台に2台の同一の望遠鏡を搭載したもの（二重天体写真装置）である場合がある。各空域は、2色（通常は青と黄）で同時に撮影できる。各望遠鏡には、目的の波長の光を集光するための個別に設計された非色収差対物レンズが備えられており、それぞれの感光性（白黒）写真乾板と組み合わせられる。また、1台の望遠鏡を用いて、異なるフィルターと感光性フィルムを使用し、同じ空域を2回撮影する場合もある。2色撮影により、天文学者は撮影された各星の色と明るさ（等級）を測定できる。色は星の「温度」を表し、色の種類と等級を知ることで、星までの距離を決定できる。数十年の間隔を置いて2回撮影された空域は、遠方の星や銀河を背景として測定することで、近傍の星の固有運動を明らかにすることができる。
同じ空域を数日または数週間間隔をあけて2回撮影することで、小惑星、流星、彗星、変光星、新星、さらには未知の惑星といった天体を発見することが可能です。ブリンクコンパレータなどの装置を用いて2枚の画像を比較することで、天文学者は2回の撮影の間に移動したり明るさが変化したりした天体、あるいは新星や流星のように片方の画像にしか写っていない天体を発見することができます。高速で移動する天体は長時間露光では「線」として写るため、1回の撮影で発見できる場合もあります。
天体写真装置が発見に用いられた有名な事例の一つに、 1930年にクライド・トンボーが準惑星冥王星を発見したことがある。トンボーは、黄道周辺の空域を系統的に撮影することで、疑わしい「第9惑星」を探す任務を与えられた。トンボーは、ローウェル天文台の13インチ（330mm ）（3枚レンズ）、f/5.3屈折式天体写真装置を使用し、14インチ×17インチ（360mm × 430mm ）のガラス乾板に画像を記録した。
アマチュア天文学の分野では、市販品や自作の望遠鏡の多くが天体写真撮影用に設計されており、「アストログラフ」と呼ばれています。アマチュア用アストログラフの光学設計は多岐にわたりますが、アポクロマート屈折望遠鏡、カセグレン式反射望遠鏡のバリエーション、ニュートン式反射望遠鏡などが含まれます。ほとんどの光学設計では、広くて平坦で十分に補正された像面が得られないため、像面平坦器やコマ補正器などの光学補正が必要となります。アマチュア用アストログラフは通常、専用のフォーカサーを備え、カーボンファイバーなどの熱安定性の高い素材で作られており、深宇宙天体を長時間正確に追尾できるように頑丈な架台に取り付けられています。