Pada bagian awal sejarahnya, astronomi memerlukan hanya pengamatan dan ramalan gerakan benda di langit yang bisa dilihat dengan mata telanjang.
Rigveda menunjuk kepada ke-27
rasi bintang yang dihubungkan dengan gerakan matahari dan juga ke-12
Zodiak pembagian langit.
Yunani kuno membuatkan sumbangan penting sampai astronomi, di antara mereka definisi dari sistem
magnitudo.
Alkitab berisi sejumlah pernyataan atas posisi tanah di alam semesta dan sifat bintang dan planet, kebanyakan di antaranya puitis daripada harfiah; melihat
Kosmologi Biblikal. Pada tahun
500 M,
Aryabhata memberikan sistem matematis yang mengambil tanah untuk berputar atas porosnya dan mempertimbangkan gerakan planet dengan rasa hormat ke matahari.
Penelitian astronomi hampir berhenti selama abad pertengahan, kecuali penelitian astronom
Arab. Pada akhir
abad ke-9 astronom
Muslim al-Farghani (Abu'l-Abbas Ahmad ibn Muhammad ibn Kathir al-Farghani) menulis secara ekstensif tentang gerakan benda langit. Karyanya diterjemahkan ke dalam bahasa Latin di
abad ke-12. Pada akhir
abad ke-10,
observatorium yang sangat besar dibangun di dekat
Teheran,
Iran, oleh astronom
al-Khujandi yang mengamati rentetan transit garis bujur Matahari, yang membolehkannya untuk menghitung sudut miring dari gerhana. Di Parsi,
Umar Khayyām (Ghiyath al-Din Abu'l-Fath Umar ibn Ibrahim al-Nisaburi al-Khayyami) menyusun banyak tabel astronomis dan melakukan reformasi
kalender yang lebih tepat daripada
Kalender Julian dan mirip dengan
Kalender Gregorian. Selama
Renaisans Copernicus mengusulkan
model heliosentris dari
Tata Surya. Kerjanya dipertahankan, dikembangkan, dan diperbaiki oleh
Galileo Galilei dan
Johannes Kepler. Kepler adalah yang pertama untuk memikirkan sistem yang menggambarkan dengan benar detail gerakan planet dengan Matahari di pusat. Tetapi, Kepler tidak mengerti sebab di belakang hukum yang ia tulis. Hal itu kemudian diwariskan kepada
Isaac Newton yang akhirnya dengan penemuan
dinamika langit dan
hukum gravitasinya dapat menerangkan gerakan
planet.
Bintang adalah benda yang sangat jauh. Dengan munculnya
spektroskop terbukti bahwa mereka mirip matahari kita sendiri, tetapi dengan berbagai
temperatur,
massa dan ukuran. Keberadaan
galaksi kita,
Bima Sakti, dan beberapa kelompok bintang terpisah hanya terbukti pada abad ke-20, serta keberadaan galaksi "eksternal", dan segera sesudahnya, perluasan
Jagad Raya dilihat di resesi kebanyakan galaksi dari kita.
Kosmologi membuat kemajuan sangat besar selama abad ke-20, dengan model
Ledakan Dahsyat yang didukung oleh pengamatan astronomi dan eksperimen fisika, seperti
radiasi kosmik gelombang mikro latar belakang,
Hukum Hubble dan
Elemen Kosmologikal. Untuk sejarah astronomi yang lebih terperinci, lihat
sejarah astronomi.