گنجینه نجوم یکی از گنجینه‌های تخصصی موزه مرکزی آستان قدس رضوی است که مجموعه‌ای ارزشمند از ابزارهای تاریخی نجوم، رصد و زمان‌سنجی را به نمایش می‌گذارد. در این بخش، انواع اسطرلاب، کره‌های سماوی، قبله‌نما، قطب‌نما، تلسکوپ‌های قدیمی، دوربین‌های رصدی و دیگر ابزارهای علمی مربوط به نجوم از دوره‌های مختلف تاریخی نگهداری می‌شود. بسیاری از این آثار توسط دانشمندان، واقفان و مجموعه‌داران به آستان قدس رضوی اهدا شده‌اند و نشان‌دهنده پیشرفت دانش نجوم در تمدن اسلامی و ایران هستند. در این گنجینه، ابزارهای نجومی در کنار گنجینه ساعت به نمایش درآمده‌اند و روند تکامل ابزارهای سنجش زمان و رصد آسمان را معرفی می‌کنند.
گنجینه نجوم آستان قدس رضوی در سال ۱۳۷۸ خورشیدی هم‌زمان با بهره‌برداری از ساختمان جدید موزه مرکزی آستان قدس رضوی افتتاح شد.