- Thời cổ đại, con người đã quan sát bầu trời và xây dựng nên những mô hình đầu tiên của vũ trụ.

- Thế kỉ 16, việc sáng chế ra kính thiên văn, nổi bật là kính thiên văn phản xạ của Newton cùng với nghiên cứu phân tích ánh sáng thành 1 chuỗi các vạch quang phổ của ông đã đặt nền móng cho quang phổ học, 1 phương pháp quan trọng để nghiên cứu các thiên thể.

- Lý thuyết Vụ nổ lớn là 1 trong các lí thuyết của vật lí hiện đại về giai đoạn sơ khai của sự hình thành vũ trụ. Theo lí thuyết này, vũ trụ khởi thủy nhỏ, đặc và nóng. Vụ nổ lớn xảy ra, vũ trụ không ngừng dãn nở. Căn cứ vào các số đo về vận tốc bay của các thiên hà và các chuẩn tinh, có thể suy ra là vũ trụ đã hình thành cách đây khoảng 14 tỉ năm.

- Trong mấy thập kỉ gần đây, có nhiều phát kiến lớn nhờ sử dụng các kính viễn vọng đặt trên mặt đất hoặc trong không gian. Chúng ta có thể quan sát được khoảng cách xa từ 12 tỉ đến 13 tỉ năm ánh sáng, bao quát đến 90% vũ trụ và thu được các sóng ở vùng vô tuyến, các tia vũ trụ để nghiên cứu được các thời kì sao bốc cháy hay sự hình thành của những vì sao mới...