La mission de l’Union astronomique internationale est de promouvoir et de sauvegarder la science de l’astronomie sous tous ses aspects, y compris la recherche, la communication, l’éducation et le développement, par la coopération internationale. Ses membres individuels sont des astronomes professionnels du monde entier, au niveau du doctorat et au-delà, qui sont actifs dans la recherche professionnelle, l’éducation et la vulgarisation en astronomie. L’IAU compte également des Membres juniors. En outre, l’IAU collabore avec diverses organisations scientifiques dans le monde entier.

L’activité principale de l’IAU est l’organisation de réunions scientifiques. Chaque année, l’IAU sponsorise 9 symposiums internationaux de l’IAU. La série IAU Symposium Proceedings est le fleuron des publications de l’IAU. Tous les trois ans, l’IAU organise une Assemblée générale, qui propose 6 symposiums de l’IAU, une quinzaine de Focus Meetings, ainsi que des réunions professionnelles et scientifiques individuelles des Divisions, Commissions, Groupes de travail et Bureaux. Les actes des réunions thématiques sont publiés dans la série Astronomy in Focus. Les rapports triennaux des Divisions et des Commissions sont publiés dans la série Transactions of the IAU – A. Les rapports des réunions de travail de l’AG sont publiés dans la série Transactions of the IAU – B.

Parmi les autres tâches de l’IAU figurent la définition des constantes astronomiques et physiques fondamentales, la nomenclature astronomique ambiguë et les discussions informelles sur les possibilités de futures installations internationales à grande échelle. En outre, l’IAU est l’autorité internationalement reconnue pour l’attribution de noms aux corps célestes et à leurs caractéristiques de surface.

L’IAU s’efforce également de promouvoir la recherche, l’éducation et les activités de sensibilisation du public en astronomie. Ces activités ont culminé avec l’organisation de l’Année internationale de l’astronomie de l’UNESCO en 2009, qui a touché plus de 800 millions de personnes de 148 pays. Suite à cet effort, l’IAU a également créé en 2015 le Bureau des jeunes astronomes (OYA) , une coentreprise avec l’Académie norvégienne des sciences et des lettres. En 2011, l’IAU a créé l’Office of Astronomy for Development (OAD), coentreprise avec la South African National Research Foundation où l’astronomie est utilisée comme un outil pour stimuler le renforcement des capacités. L’IAU a également créé en 2012 l’Office for Astronomy Outreach (OAO), une coentreprise avec l’Observatoire astronomique national du Japon. L’IAU a récemment lancé un appel international pour établir le Bureau de l’astronomie pour l’éducation (OAE) en 2019. Des nœuds régionaux ont été créés dans d’autres pays également. En 2015, l’IAU a participé activement à l’Année internationale de la lumière. L’IAU mène également des activités éducatives conjointes associées au COSPAR et à l’UNESCO.