L’Astrophysique des très hautes énergies s’inscrit désormais dans la majorité des grandes questions de l’Astrophysique contemporaine, hormis celle des planètes extrasolaires.
Elle explore des sources cosmiques aussi variées que les trous noirs et les noyaux actifs de galaxies, les galaxies « starburst », les restes de supernovae, les pulsars et leurs nébuleuses, les binaires-X, les étoiles de Wolf-Rayet et les nuages moléculaires géants, le centre galactique, les rayons cosmiques et le milieu interstellaire, bientôt les sursauts gamma, et peut-être un jour la découverte de signatures d’annihilation de matière noire dans notre Galaxie ou des galaxies naines. Les observations de blazars et de sursauts gamma aux très hautes énergies permettent aussi de sonder l’espace extragalactique, de contraindre les fonds diffus (infrarouge et gamma) et le champ magnétique intergalactique, et de rechercher d’éventuels effets de gravité quantique, avec des retombées significatives en cosmologie et en physique fondamentale.