Astronomija je proučavanje nebeskih objekata, pojava i podrijetla. Jedna od najstarijih znanosti, astronomija se prakticira od prapovijesti. Moderna astronomija uvelike ovisi o prihvaćenim fizikalnim teorijama, kao što su Newtonovi zakoni gibanja i opća teorija relativnosti. U prošlosti je astronomija bila nešto što je svatko mogao raditi, a mnogi su vidovnjaci i mudraci stekli reputaciju koristeći zvijezde za korisne funkcije, poput govorenja koje je doba godine ili navigacije po morima. Kolumbo i njegovi suvremenici koristili su zvijezde za navigaciju preko Atlantskog oceana.
Sve do renesanse je teorija heliocentričnosti u astronomiji, ideja da Zemlja kruži oko Sunca, a ne obrnuto, počela dobivati popularnu valutu. Reflektirajući teleskopi izumljeni su početkom 1600-ih, a Galileo Galilei ih je koristio za detaljna promatranja našeg Mjeseca, za koji je otkrio da je planinski, i promatranje četiri najveća Jupiterova mjeseca, sada nazvana Galilejevi mjeseci u njegovu čast. Newton je poboljšao Galileov dizajn, izumivši reflektirajući teleskop, koji se i danas koristi u optičkim teleskopima.
GODINE 1781. Sir William Herschel otkrio je planet Uran. Godine 1838. za precizno određivanje udaljenosti zvijezda korištena je paralaksa — mala razlika u položaju zvijezda zbog položaja Zemlje u njezinoj orbiti. Neptun je otkriven ubrzo nakon toga. Pluton je otkriven tek 1930. godine.
Moderna astronomija je vrlo komplicirana i skupa. Umjesto da promatramo samo svjetlosne zrake, promatramo radarske, infracrvene, x-zrake, pa čak i kozmičke zrake. Orbitalne zvjezdarnice poput svemirskog teleskopa Hubble proizvele su najbolje slike, uključujući fotografije drugih galaksija iznimno visoke rezolucije.
Sredinom 20. stoljeća otkriveno je da se svemir širi. To je, zajedno s drugim dokazima, dovelo do teorije Velikog praska, da je cijeli svemir započeo kao točkasta čestica ekstremne gustoće. Kasnija promatranja kozmičke mikrovalne pozadine to su potvrdila, a Veliki prasak nastavlja kao primarna teorija kozmološkog podrijetla do danas.
Budućnost astronomije leži u razvoju novih tehnologija promatranja. Jedna od zanimljivosti je interferometrija, koja se ponekad naziva i “hiperteleskopi”, koja koristi mrežu teleskopa koji zajednički rade na rješavanju slika. One bi se mogle razviti do točke u kojoj možemo izravno promatrati ekstrasolarne planete teleskopima, umjesto da ih samo detektiramo na temelju njihovog gravitacijskog potpisa.