Polarimetri, (af lat. polaris, af polus, gr. polos, se pol, og -metri), i astronomi studiet af himmellegemers udsendelse af polariseret stråling, især synligt lys. Normalt observeres en lyskilde i et teleskop udstyret med polariserende filtre og en lysdetektor. Polariseret lys passerer kun delvis igennem et polariserende filter, afhængigt af filterets retning. Ved at dreje filteret kan lysets polarisation derfor måles, hvilket kan give oplysninger om egenskaber ved lyskilden eller langs lysets vej fra kilde til teleskop. Ofte er det magnetfelter i det lysende objekt, der giver anledning til udstråling af polariseret lys; på denne måde måles fx magnetfelters styrke og retning i stjerneatmosfærer. Støvkorn i rummet kan også bestemmes ud fra den polarisation, som støvet forårsager, når lyset reflekteres fra dets overflade eller passerer gennem det.