Dalam astronomi, aberasi cahaya adalah pergeseran posisi semu suatu benda yang disebabkan oleh gerak relatif benda dan pengamat. Penyimpangan cahaya hanya signifikan pada skala yang sangat besar dan mempengaruhi persepsi posisi bintang dan planet bagi pengamat di Bumi. Pergeseran bintang-bintang yang nyata terjadi akibat gerakan Bumi mengelilingi Matahari, dan dari rotasinya.
Penyimpangan cahaya ditemukan pada abad ke-17, ketika upaya dilakukan untuk mengukur jarak dari Bumi ke berbagai bintang menggunakan paralaks — sebuah konsep yang menggambarkan bagaimana posisi suatu objek tampak bergeser ketika diamati dari lokasi yang berbeda. Idenya adalah bahwa posisi semu bintang harus berubah sepanjang tahun saat Bumi mengorbit Matahari. Jika posisi tepat bintang di langit diperiksa pada tanggal tertentu, kemudian diperiksa lagi enam bulan kemudian, ketika posisi Bumi berlawanan dari saat pengukuran pertama dilakukan, ini memberikan dua pengukuran yang dipisahkan oleh diameter orbit Bumi — jarak sekitar 186,000,000 mil (300,000,000 km). Ini dianggap cukup untuk mendapatkan nilai paralaks dan dengan demikian menghitung jarak bintang menggunakan trigonometri.
Sejumlah pengukuran dilakukan, tetapi hasilnya membingungkan. Perpindahan nyata terbesar dari bintang yang diamati seharusnya ditemukan antara pengamatan yang berjarak enam bulan, ketika lokasi pengamatan terjauh. Perpindahan yang sebenarnya, bagaimanapun, mengikuti pola yang sama sekali berbeda dan jelas bukan karena paralaks. Bintang Kutub, Polaris, misalnya, ditemukan mengikuti jalur melingkar yang kasar, dengan diameter sekitar 40 detik busur (40″), detik busur adalah 1/3,600 derajat. Perpindahan paralaks memang terjadi, tetapi sangat kecil, bahkan untuk bintang terdekat, dan tidak akan dapat diukur menggunakan instrumen yang tersedia pada saat itu.
Misteri ini dipecahkan oleh James Bradley, Astronom Kerajaan Inggris, pada tahun 1729. Ia menemukan bahwa pergeseran posisi bintang yang teramati disebabkan oleh kecepatan Bumi, dan bukan karena posisinya, relatif terhadap bintang. Cahaya dari bintang membutuhkan waktu untuk mencapai Bumi dan karena Bumi bergerak, cahaya bintang tampak datang dari titik yang sedikit bergeser dari posisi sebenarnya bintang, ke arah gerak. Perpindahan terbesar diamati ketika gerakan Bumi tegak lurus terhadap arah cahaya bintang. Fenomena yang sama dapat dilihat dengan hujan yang turun secara vertikal; bagi pengamat yang bergerak — misalnya, di dalam kereta api atau bus — hujan tampaknya turun secara diagonal dari titik asal di depan pengamat dalam arah gerakan.
Perhitungan Bradley, menggunakan kecepatan cahaya dan kecepatan gerakan Bumi mengelilingi Matahari, menunjukkan perpindahan maksimum sekitar 20” ke kedua sisi posisi sebenarnya untuk Polaris. Ini memberikan variasi keseluruhan sekitar 40” sepanjang tahun, sesuai dengan pengamatan. Dalam menghitung aberasi cahaya, astronom modern perlu memperhitungkan efek relativitas, tetapi dalam banyak kasus, perhitungan klasik sudah memadai.
Pergeseran musiman pada posisi bintang dikenal sebagai aberasi tahunan atau aberasi bintang, dan posisi bintang yang sebenarnya disebut posisi geometrisnya. Perpindahan yang lebih kecil dihasilkan dari rotasi bumi; ini dikenal sebagai penyimpangan diurnal. Aberasi sekuler adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan aberasi astronomis yang disebabkan oleh pergerakan tata surya di dalam galaksi; meskipun memiliki efek pada posisi tampak dari bintang yang sangat jauh dan galaksi lain, sangat kecil dan biasanya tidak diperhitungkan. Dalam menghitung aberasi bintang, hanya gerakan Bumi yang perlu dipertimbangkan; namun, aberasi planet — yang memengaruhi posisi tampak planet — dihasilkan dari gerakan Bumi dan planet-planet, jadi keduanya perlu dimasukkan untuk menghitung nilai yang benar.