התוכנית מוצעת במסלול מחקרי בלבד הכולל כתיבת תזה.

על מנת להתקבל לתוכנית במעמד סטודנט או סטודנטית מן המניין, נדרשת זכאות לתואר ראשון. יחד עם זאת, סטודנטיות וסטודנטים הנמצאים בשלבים מתקדמים לתואר ראשון רלוונטי יכולים להירשם לקורס או לכמה קורסים בתוכנית לתואר השני, במידת האפשר ובאישור ראש התוכנית. ניתן גם להגיש מועמדות לתוכנית בסמסטר האחרון ללימודי התואר הראשון. שימו לב לשאר תנאי הקבלה ולתהליך הקבלה המפורטים בדף הגשת מועמדות והרשמה.

הלימודים יתקיימו במתכונת פרונטלית בקמפוס האוניברסיטה הפתוחה ברעננה, בהתבסס על חומרי למידה שיישלחו ישירות אל הסטודנטים. במקרה הצורך תיבחן האפשרות ללימודים היברידיים. 

בתוכניות הפיסיקה האחרות בארץ נלמדים בתואר השני כל תחומי הפיסיקה. גם בתוכניות שיש בהן התמחות באסטרופיסיקה, מחצית מהקורסים הנלמדים הם מתחומים אחרים. לעומת זאת, התוכנית לתואר השני באסטרופיסיקה באוניברסיטה הפתוחה ממוקדת בתחומי האסטרופיסיקה, הקוסמולוגיה ופיסיקת הכבידה ובנושאים הרלוונטיים ביותר בתחומים האלה.

מומלץ לסיים את הלימודים בתוך שנתיים. יחד עם זאת, הלימודים באוניברסיטה הפתוחה מתאפיינים בגמישות, המאפשרת לסטודנטים ללמוד בקצב המאפשר לשלב עבודה ולימודים מתקדמים. בהתאם לכך, אפשר לסיים את הלימודים בתוך ארבע שנים ממועד הקבלה. בכל מקרה, יש להשלים את חובות הקורסים בתוך שנתיים ממועד הקבלה לתוכנית. 

ניתן לבקש ללמוד באוניברסיטה אחרת קורס שאינו מופיע ברשימת הקורסים בתוכנית, אך הדבר מותנה באישור מראש של הוועדה לתואר שני באסטרופיסיקה ובהיעדרו של קורס דומה באוניברסיטה הפתוחה.

ניתן ללמוד קורסים שאינם מופיעים בתוכנית הלימודים, באישור מראש של המנחה לתזה ושל הוועדה לתואר השני. במסגרת קורסי הבחירה או בחירת החובה ניתן לקחת עד שני קורסים מתקדמים מתואר ראשון מתוך הרשימה המופיעה בתוכנית הלימודים.