William Thomas Astbury FRS (Bill Astbury, 25 februari 1898, Longton - 4 juni 1961, Leeds) was een Engels fysicus en moleculair bioloog.
Astbury maakte de eerste röntgendiffractiestudies van biologische moleculen. Zijn werk aan keratine hielp Linus Pauling de alfa-helix te ontdekken. Hij bestudeerde ook de structuur van DNA in 1937 en zette de eerste stap in het uitwerken van de structuur ervan.
In 1937 stuurde Torbjörn Caspersson uit Zweden hem goed voorbereide DNA-monsters van kalfscymus. Het feit dat DNA een diffractiepatroon produceerde, toonde aan dat het een regelmatige structuur had. Astbury rapporteerde dat de structuur van DNA zich elke 2,7 nanometer herhaalde en dat de basen plat op elkaar lagen, gestapeld, 0,34 nanometer uit elkaar. Op een symposium in 1938 in Cold Spring Harbor wees Astbury erop dat de afstand van 0,34 nanometer hetzelfde was als aminozuren in polypeptideketens. In werkelijkheid is de afstand tussen de basen in de B-vorm van DNA 0,332 nm.
In 1946 presenteerde Astbury een artikel op een symposium in Cambridge waarin hij zei: "Biosynthese is bij uitstek een kwestie van het in elkaar passen van moleculen of delen van moleculen... een van de grote biologische ontwikkelingen van onze tijd is het besef dat waarschijnlijk de meest fundamentele interactie die tussen de proteïnen en de nucleïnezuren is". Hij zei ook dat de afstand tussen de nucleotiden en de afstand tussen de aminozuren in eiwitten "geen rekenkundig toeval was".
Astbury was niet in staat om op basis van zijn gegevens de juiste structuur van DNA voor te stellen. In 1952 gebruikte Linus Pauling echter de ontoereikende gegevens van Astbury om een structuur voor DNA voor te stellen, die eveneens onjuist was. Niettemin stimuleerde Astbury's werk Maurice Wilkins, Raymond Gosling en Rosalind Franklin aan het Kings College in Londen. Hun röntgenkristallografische resultaten werden door Francis Crick en James D. Watson gebruikt om de structuur van DNA te identificeren in 1953.