Cùng với lịch sử quan sát thế giới nói chung và lịch sử quan sát thiên văn nói riêng, quan niệm của con người về vũ trụ ngày càng mở rộng. Khởi đầu bằng các quan sát về các hiện tượng thời tiết, sự mọc và lặn của Mặt Trời, người Babylon cách đây 4000 năm đã tính ra nhật thực, nguyệt thực và xây dựng âm lịch. Thuyết địa tâm của Claudius Ptolemaeus (90-168) hình dung vũ trụ là một quả cầu với Trái Đất ở tâm, mặt Trời, các hành tinh và các thiên thể khác quay xung quanh.

Thuyết nhật tâm được phát triển bởi Nicolaus Copernicus (1473-1543), Galileo Galilei (1564-1642) và Johannes Kepler (1571-1630) thay thế cho thuyết địa tâm với giả thiết chính rằng Mặt Trời ở giữa, Trái Đất và các hành tinh quay xung quanh đã mở ra một bước tiến mới trong nhận thức vũ trụ.