在自然科学中,研究地球以外宇宙环境中各种天体的运动、结构、起源和演化的基础学科叫做天文学.它的历史可以追溯到人类文明的萌芽时期.上古时代,游牧民族逐水草而迁徙需要辨别方向,农业民族按时令播种需要确定季节.在年复一年的长期实践中,他们逐渐发现了这些影响自己生活的大事与日月星辰等天文现象之间的密切联系.巴比伦的泥碑、埃及的金字塔、中国殷墟的甲骨文里,都留下了天文学诞生时期的丰富例证.天文学对人类文明的进步一直作出重大贡献.16世纪哥白尼的日心说使自然科学第一次从中世纪神学的桎梏下解放出来；17世纪伽利略、牛顿为研究太阳系天体运动规律而建立的经典力学体系,至今仍是现代工程科学（包括宇航科学）的基础,本世纪30年代对太阳和恒星内部结构和能源的研究导致了热核聚变的概念,为人类利用核用能提供了启迪；特别是近半个世纪以来,人类探索宇宙的热情一方面有力地推动了遥测遥控、空间技术、计算技术等一系列高新技术的发展,直接服务于全球通讯、资源调查、气象预报等国民经济部门,而这些技术在天文上的应用则使人们对宇宙的认识突飞猛进,第一次有可能从统一的原理来说明从基本粒子到化学元素、从星系到恒星、从太阳到地球、从原生物到人的长达上百亿年的演化史.
我们所居住的地球是太阳系的一个普通成员.太阳系的中心天体是太阳,它是一个半径约70万公里、表面温度达6000K的气体球,其核心温度高达1500万K,发生着氢聚变为氦的核反应.我们赖以生存的光和热,就是由这种核反应产生的.太阳系有九个行星,依次为水星、金星、地球、火星、木星、天王星、海王星、冥王星.最外面的冥王星离太阳约60亿公里.在火星和木星之间运行着几十万颗小行星.太阳系中质量较小的天体还有彗星和流星.
晴朗夜空中有一条横亘天际的光带,被人称为银河.实际上它是由群星和弥漫物质集成的一个庞大天体系统,叫做银河系.银河系的发光部分直径约7万光年,最大厚度约二万光年,象一个中央突起四周扁平的旋转铁饼,太阳是银河系中的一颗普通恒星,银河系中有大约2000亿颗恒星,彼此之间相距很远.离太阳最近的比邻星也有4．3光年远,为太阳半径的6000万倍.除恒星外,银河系中还有不少由气体和尘埃组成的团块,称为星云.有的星云含有大量分子,称为分子云,常常是形成恒星的场所.
银河系之外还有数以10亿计的庞大天体系统,与银河系属同一结构层次,统称星系.人类肉眼可见的最远天体一仙女座星系——就是其中之一,它距银河系225万光年,但在与银河系大小相当的星系中还算最近的一个.星系在宇宙中的分布是不均匀的,有的成双,有的成群,大的星系团甚至包含成百上千个星系.有些星系团又聚集成尺度更大的超星系团,在5亿光年以上至目前观测所及的150亿光年之间尚未发现不均匀的迹象.