天文学是一门古老的科学。几千年来，人们一直在探索了解太空以及地球在其中的位置。早在公元前3000年，埃及人就根据天体在宇宙中的运行规律发明了日历。之后，人类继续观察研究天空，不久就能预测日食等天文观象。自17世纪以来，人类对天体的发现和了解步伐明显加快。历史已经进入21世纪，有关宇宙的研究成果超过了以往任何时代。今天的天文学家已不再是同时涉足多个学科的研究人员，而都是专攻天文学中某一领域的专家。
古代天文学
远古时期的天文学家对于宇宙是如何运作的不感兴趣。他们需要知道什么时候耕种或收获庄稼，什么时候河流会泛滥，或者什么时候发生日蚀月蚀。到古埃及和古希腊时，天文学家们开始把天文观察作为科学来研究了。在他们看来，地球位于宇宙的中心，所有的东西都在围绕地球运转。这个宇宙思想就是托勒密理论，这种地心宇宙体系统治了人类 1400多年。
现代的天文学
从20世纪开始，天文学家们开始将注意力转向研究宇宙中物质的本质，而不是它们的运动方式。从此以后，应用天文学(做观察)和理论天文学(用科学规律发展新理论)开始携手工作。天文学家们继续发现、证明有关宇宙的更多的东西：如除了银河系以外还有更多的星系、宇宙正在膨胀、大爆炸中宇宙是如何开始的等等。天文学家借助各类现代技术作为观测手段，包括在地下、地面和空间设置各种观测仪器，收集和处理来自宇宙的全波段电磁辐射和其他信息，包括可见光、无线电波、红外线、紫外线、X射线和γ射线等，现代天文学进入了全波段观测时代。
天文学研究的革命
16世纪哥白尼的日心说问世，终于引发了一场科学的革命。1609年，意大利天文学家伽利略首先将望远镜指向星空，他的观察结果为哥白尼的理论提供了证据，由此开创了探索宇宙的新纪元。从那时起，由于望远镜不断地改进、创新，使得人类的视野得以向宇宙的深处扩展。天文学家经过不断研究，创造出多种天文仪器，为观测星空制出各种星图，根据日月星辰的出没规律编制出不同的历法，这时期的天文学取得了卓越的成就。