De Sterrenhemel, ook wel uitspansel genoemd, is de benaming voor de hemel die men ziet als men omhoog kijkt op heldere en donkere nachten. Objecten die waargenomen kunnen worden zijn de Maan, sterren, kometen, planeten en zelfs verre nevels en sterrenstelsels. Een in het oog vallend verschijnsel is de Melkweg, een dikke band van sterren en interstellair stof die over de nachtelijke hemel loopt. Deze melkweg is feitelijk een spiraalarm van het sterrenstelsel waar onze eigen Zon en Aarde zich in bevinden.
In de meeste delen van Europa zijn door lichtvervuiling en smog als gevolg van verstedelijking van het landschap steeds minder van deze sterren te zien. Op plekken met weinig lichtvervuiling en weinig vocht in de lucht zijn wel veel sterren te zien. Dit is vaak op grote hoogte in woestijnen, ver van de bewoonde wereld. Op deze plekken zijn vaak grote observatoria te vinden die de sterrenhemel bestuderen. Beroemde plekken zijn de observatoria van ESO in het Andesgebergte en boven op de vulkaan van La Palma