Skulpturen föreställer en naken man som står och tittar upp mot himlen. I sin ena hand håller han en passare, i den andra ett slags klot.
Astronomi var Carl Milles stora intresse. Som barn lärde han sig stjärnbildernas namn av sin far, Emil Andersson. I hela sitt vuxna liv studerade han astronomi och skaffade sig tidigt ett teleskop. Bostadshuset på Millesgården har ett torn som användes som observatorium. Med åren utvecklades Carl Milles intresse för astronomi till ett intresse för de stora livsfrågorna där universums tillkomst och den mänskliga existensen stod i centrum. Kanske är det sig själv Milles porträtterar i Astronomen, konstnären som försöker förstå livets gåta.
Klotet som Astronomen håller i handen har en symbolisk betydelse. Det är en dodekaeder, en tolvsidig geometrisk kropp. Enligt den grekiska filosofen Platon (427-347 f Kr) representeras de fyra elementen, jord, eld, luft och vatten, av olika geometriska kroppar. Elden representeras till exempel av pyramiden och jorden av kuben. Platon talar också om ett femte element som kallas etern som han menar är en osynlig materia som finns i rymden. Detta femte element representeras, enligt Platon, av den geometriska kropp som är tolvsidingen, alltså dodekaedern.
Det Astronomen håller i handen är därför en symbol för rymden, Carl Milles stora intresse. Passaren i den andra handen är ett verktyg som används både av astronomen och av skulptören.
Carl Milles arbetade med temat mellan 1938 och 1940. En version av Astronomen i större format visades på världsutställningen i New York 1939. Atronomen på Millesgården är en replik av en staty som finns på konstmuseet i Philadelphia.