Astronomik birim veya Astronomi birimi (sembolü: au^[1][2][3] veya AU), kabaca Dünya'dan Güneş'e olan mesafe olarak kabul edilen bir uzunluk birimidir. Dünya'nın Güneş'e olan mesafesi değişmekle beraber yaklaşık olarak 150 milyar metre (93 milyon mil) veya 8,3 ışık dakikasına eşittir. Astronomik birim, genellikle Güneş Sistemi veya diğer yıldız sistemleri içindeki uzaklıkların ölçümünde kullanılır.

Dünya'nın yörüngesi dairesel değil, eliptiktir. Bu nedenle, 1 astronomik birim, Dünya'nın Güneş çevresinde çizdiği eliptik yörüngenin büyük ekseninin yarısı (bkz. Yarı büyük eksen) kabul edilir. Ancak, Güneş yavaş yavaş kütle yitirdiği için, Dünya'nın yörüngesel dolanım süresi de artmaktadır. Bu da, astronomik birimin gitgide küçüldüğü (yılda yaklaşık 1 cm.) anlamına gelir. Öte yandan, evrensel çekim sabitinin (G) değerindeki belirsizlikten ötürü, Güneş'in kütlesi tam olarak bilinememektedir. Evrensel çekim sabiti 5 ya da 6 ondalık değere kadar bilindiği hâlde, Dünya'nın yörüngesel konumu 11 ya da 12 ondalık değere kadar bilinebildiğinden, yörüngesel hesaplamalar ister istemez, astronomik birimin kesinliğine bağlı olarak yapılmaktadır. Bu da, hesaplamalarda, dolayısıyla 1 astronomik birimin gerçekte ne kadar olduğu konusunda belirsizliğe yol açmaktadır.

Bu nedenlerle, Uluslararası Astronomi Birliği (International Astronomical Union) 1976 yılında aldığı bir kararla, 1 astronomik birimi, kütlesi sıfır kabul edilen bir taneciğin 1 Gauss yılı (365,2568983 gün) sürede çizdiği düzgün dairesel yörüngenin yarıçapı olarak kabul ederek kesinleştirmiştir. Buna göre, 1 Astronomik birim 149.597.870.691 ± 30 metre'dir. (Temel parçacığın belirtilen yörüngede hareketi esnasında sahip olduğu sabit hız belirtilmemiş.) Hız değeri sürat denklemiyle 2•π•r/t= 29.784 691 km/s tır.

Güneş Sistemi'ndeki bazı gök cisimleriyle ilgili uzaklıklar:

• Dünya-Güneş arasındaki uzaklık: 1.00 ± 0.02 AU
• Dünya-Ay arasındaki uzaklık: 0.0026 ± 0.0001 AU
• Mars-Güneş arasındaki uzaklık: 1.52 ± 0.14 AU
• Jüpiter-Güneş arasındaki uzaklık: 5.20 ± 0.05 AU
• Plüton-Güneş arasındaki uzaklık: 39.5 ± 9.8 AU

Astronomik birim ile ilgili bazı dönüştürmeler:

• 1 AU = 149.597.870.691 ± 30 m.
• 1 AU = 149.597.870,691 ± 0.030 km.
• 1 AU ≈ 92.955.807 mil
• 1 AU ≈ 8,317 ışık dakikası (Güneş'ten yayılan ışığın Dünya'ya ulaşma süresi.)
• 1 AU ≈ 499 ışık saniyesi
• 1 ışık saniyesi ≈ 0,002 AU
• 1 ışık dakikası ≈ 0,120 AU
• 1 ışık saati ≈ 7,214 AU
• 1 ışık günü ≈ 173 AU
• 1 ışık yılı ≈ 63.241 AU
• 1 parsek (pc) ≈ 206.265 AU