William Thomas Astbury FRS (Bill Astbury, 25 de febrero de 1898, Longton - 4 de junio de 1961, Leeds) fue un físico y biólogo molecular inglés.
Astbury realizó los primeros estudios de difracción de rayos X de moléculas biológicas. Su trabajo sobre la queratina ayudó a Linus Pauling a descubrir la hélice alfa. También estudió la estructura del ADN en 1937 y dio el primer paso para determinar su estructura.
En 1937 Torbjörn Caspersson, de Suecia, le envió muestras bien preparadas de ADN de timo de ternera. El hecho de que el ADN produjera un patrón de difracción demostraba que tenía una estructura regular. Astbury informó de que la estructura del ADN se repetía cada 2,7 nanómetros y que las bases se encontraban planas, apiladas, a 0,34 nanómetros de distancia. En un simposio celebrado en 1938 en Cold Spring Harbor, Astbury señaló que el espaciado de 0,34 nanómetros era el mismo que el de los aminoácidos en las cadenas polipeptídicas. En realidad, el espaciado de las bases en la forma B del ADN es de 0,332 nm.
En 1946 Astbury presentó una ponencia en un simposio en Cambridge en la que decía "La biosíntesis es supremamente una cuestión de encajar unas moléculas o partes de moléculas con otras... uno de los grandes desarrollos biológicos de nuestro tiempo es la constatación de que probablemente la interacción más fundamental de todas es la que se da entre las proteínas y los ácidos nucleicos". También dijo que el espacio entre los nucleótidos y el espacio de los aminoácidos en las proteínas "no era un accidente aritmético".
Astbury no pudo proponer la estructura correcta del ADN a partir de sus datos. Sin embargo, en 1952 Linus Pauling utilizó los datos insuficientes de Astbury para proponer una estructura para el ADN, que también era incorrecta. No obstante, el trabajo de Astbury animó a Maurice Wilkins, Raymond Gosling y Rosalind Franklin en el Kings College de Londres. Los resultados de su cristalografía de rayos X fueron utilizados por Francis Crick y James D. Watson para identificar la estructura del ADN en 1953.