L'histoire de l'œuvre

Genèse de l'œuvre
À l'automne 1888, alors que Van Gogh réside à Arles, il réalise une peinture connue sous le nom de Nuit étoilée sur le Rhône. Presque un an après, en juin 1889, il annonce « une nouvelle étude d'un ciel étoilé ». En mi-septembre 1889, après avoir été admis dans l'asile du monastère Saint-Paul-de-Mausole dû à une crise de nerfs qui a duré de mi-juin jusqu'à fin août, il inclut cette nuit étoilée dans un des travaux qu'il envoie à son frère, Théo, à Paris.
Pour le peintre, « la nuit est beaucoup plus vivante et richement colorée que le jour ».
Le ciel représenté dans le tableau correspondrait à la configuration céleste visible à Saint-Rémy-de-Provence, le 25 mai 1889, à 4:40 précisément.
Sujet de l’œuvre
L'œuvre rassemble à la fois une observation directe du sujet, et l'ajout d'éléments pour la composition.
Le ciel occupe la majorité du tableau et est composé de volutes et de tourbillons rappelant des nébuleuses. Les étoiles et la Lune sont entourées par des touches de peinture créant ainsi un halo. La Lune est visible en haut à droite, Vénus étant représentée à droite du cyprès.
La partie centrale du tableau représente le village de Saint-Rémy-de-Provence vu depuis la chambre de Van Gogh dans l'asile du monastère Saint-Paul-de-Mausole, en direction du nord. Cependant le clocher de l'église est de style hollandais.
Les Alpilles apparaissent au loin à droite de la toile. Les collines intermédiaires ne correspondent toutefois pas à la vue réelle depuis l'asile et semblent avoir été rapportées d'un autre point de vue, en direction du sud. Le cyprès, au premier plan dans la partie gauche de la toile, a été ajouté pour la composition. L'air dans ce tableau est représenté par les nuages qui suivent le chemin des étoiles.
Pour l'astrophysicien Jean-Pierre Luminet, le tourbillon figuré dans le ciel du tableau, pourrait aussi avoir été inspiré par Van Gogh par les nébuleuses dont, en 1845, William Parsons découvrit qu'il s'agissait de galaxies spirales et dont on donnait, à l'époque de la genèse du tableau, les premières représentations picturales dans les revues d'astronomie. Luminet évoque en particulier la galaxie dite du Tourbillon.