الوحدة الفلكية، أو AU، هي متوسط ​​المسافة بين الأرض والشمس، وتساوي حوالي 149.6 مليون كيلومتر. قد يبدو هذا الرقم عشوائيًا، ولكنه مرتبط بهندسة مدار الأرض. تُعدّ الوحدة الفلكية المعيار الذي يستخدمه علماء الفلك لقياس المسافات داخل النظام الشمسي.

يصبح استخدام الكيلومترات لقياس المسافات في النظام الشمسي غير عملي بسرعة. تبعد الأرض عن الشمس مسافة وحدة فلكية واحدة، والمشتري مسافة 5.2 وحدة فلكية، ونبتون مسافة 30 وحدة فلكية. ويمتد حزام كايبر إلى ما بعد 50 وحدة فلكية. أما أقرب نجم، بروكسيما سنتوري، فيبعد حوالي 268,000 وحدة فلكية، ولهذا السبب يلجأ علماء الفلك إلى استخدام السنوات الضوئية لقياس المسافات بين النجوم.

كانت الوحدة الفلكية تُعرَّف في الأصل بطول مدار الأرض، ولكنها الآن محددة بموجب اتفاق دولي بدقة تبلغ 149,597,870.7 كيلومترًا. هذه الدقة بالغة الأهمية لملاحة المركبات الفضائية، إذ يتحول خطأ بسيط في الوحدة الفلكية إلى خطأ كبير على مدى مليارات الكيلومترات.

ترتبط هذه الوحدة أيضاً بتعريف الفرسخ الفلكي، وهو المسافة التي تشكل عندها وحدة فلكية واحدة زاوية مقدارها ثانية قوسية واحدة. هذا الارتباط يجعل الوحدة الفلكية ثابتاً أساسياً لجميع قياسات المسافة في علم الفلك.