L'Astronome et Le Géographe sont les deux seuls tableaux de Vermeer parvenus jusqu'à nous qui prennent comme sujet un homme seul. Outre l'hypothèse fragile d'un autoportrait, le modèle a pu être identifié comme étant le drapier et naturaliste defltois Antoni van Leeuwenhoek, un ami du peintre, qui acquit le titre de « géomètre » en 1669, l'année de la réalisation de la toile, et qui fut nommé, suite au décès — et à la faillite — de Vermeer en 1675, administrateur des biens de sa famille. Cependant, cette identification a été mise en doute, en raison du rapprochement avec un portrait avéré du savant peint par Jan Verkolje, daté de 1686 et actuellement conservé au Rijksmuseum, avec lequel l'astronome de Vermeer entretient des dissemblances physiques que l'écart d'âge seul ne peut pas expliquer.