יחידה אסטרונומית (באנגלית: Astronomical unit, או בקיצור: AU, au, a.u) היא יחידת מידה לאורך השימושית במדעי החלל. היחידה המשמשת למדידת מרחקים מסדר גודל של מרחקים בין כוכבי לכת בתוך מערכת השמש או במערכת פלנטרית אחרת. גודלה של יחידה אסטרונומית אחת הוא כמרחקו הממוצע של כדור הארץ מהשמש, כ-149.6 מיליון קילומטרים, או 149,597,870,700 מטרים. להמחשה, מרחקו הממוצע של כוכב חמה מהשמש הוא 0.38709893 יחידות אסטרונומיות, ואילו מרחקו הממוצע של פלוטו מהשמש הוא 39.48168677 יחידות אסטרונומיות. המרחק הממוצע בין מרכזו של הירח למרכז הארץ הוא כ-384,403 קילומטר שהם כ 0.00257 יחידות אסטרונומיות