매년 봄에 천문학적 관심과 소양을 가진 전국의 중·고등학생들을 대상으로 한국천문올림피아드(KAO)를 개최한다.
KAO 교육생으로 지원한 학생들은 학년에 따라 예비교육생(중1, 중2)과 정규교육생(중3-고2)으로 구별된다. 예비교육생은 다양한 천문 활동을 통해 천문학 입문교육을 받는다. 정규교육생은 동영상 강의교육, 여름천문캠프, 그리고 여름통신과제 이후 1차 선발고사를 본다. 1차 선발고사를 통과한 학생들은 주말교육(관측실습), 가을통신과제를 거쳐, 겨울방학 중에 개최되는 겨울학교에서 이론 강의와 실습교육을 통해 천문학적 기본 개념들에 대한 심화된 내용을 학습하게 된다. 이후 최종선발고사까지 응시한 학생들의 수행결과를 종합하여 국제대회에 참가할 대표후보 학생들이 선발된다.
국제대회에 참가할 대표후보 학생들은 다음 해의 봄과 여름에 통신교육과 여름학교를 통해 더욱 집중된 교육을 받으며, 국제대회 출전 전에 최종교육을 거친 후 여름과 가을 사이에 개최되는 국제대회에 참가하게 된다.
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