Astronomija je preučevanje nebesnih predmetov, pojavov in izvora. Astronomija je ena najstarejših ved že od prazgodovine. Sodobna astronomija je močno odvisna od sprejetih fizikalnih teorij, kot sta Newtonovi zakoni gibanja in splošna teorija relativnosti. V preteklosti je bila astronomija nekaj, kar je lahko počel vsak, in mnogi vidci in modreci so si ustvarili sloves z uporabo zvezd za uporabne funkcije, na primer pripovedovanje, kateri letni čas je, ali navigacijo po morjih. Kolumb in njegovi sodobniki so uporabljali zvezde za navigacijo čez Atlantski ocean.
Šele v renesansi je teorija heliocentričnosti v astronomiji, ideja, da Zemlja kroži okoli Sonca in ne obratno, začela pridobivati popularno veljavo. Odsevni teleskopi so bili izumljeni v zgodnjih 1600-ih in Galileo Galilei jih je uporabil za podrobna opazovanja naše Lune, za katero je razkril, da je gorata, in opazoval štiri največje Jupitrove lune, ki se zdaj imenujejo Galilejeve lune v njegovo čast. Newton je izboljšal Galilejevo zasnovo in izumil odsevni teleskop, ki se še danes uporablja v optičnih teleskopi.
LETA 1781 je Sir William Herschel odkril planet Uran. Leta 1838 je bila za natančno določitev razdalje zvezd uporabljena paralaksa – majhna razlika v položaju zvezde zaradi lokacije Zemlje v njeni orbiti. Kmalu zatem so odkrili Neptun. Pluton je bil odkrit šele leta 1930.
Sodobna astronomija je zelo zapletena in draga. Namesto opazovanja le svetlobnih žarkov, opazujemo radarske, infrardeče, rentgenske in celo kozmične žarke. Orbitalni observatoriji, kot je vesoljski teleskop Hubble, so ustvarili najboljše slike, vključujejo fotografije izredno visoke ločljivosti drugih galaksij.
Sredi 20. stoletja je bilo odkrito, da se vesolje širi. To je skupaj z drugimi dokazi pripeljalo do teorije velikega poka, da se je celotno vesolje začelo kot točkovni delec skrajne gostote. Kasnejša opazovanja kozmičnega mikrovalovnega ozadja so to potrdila in Veliki pok ostaja primarna teorija kozmološkega izvora do danes.
Prihodnost astronomije je v razvoju novih opazovalnih tehnologij. Ena od zanimivosti je interferometrija, včasih imenovana “hiperteleskopi”, ki uporablja mrežo teleskopov, ki sodelujejo pri razreševanju slik. Ti bi se lahko razvili do točke, ko lahko zunajsončne planete opazujemo neposredno s teleskopi, namesto da bi jih zaznali le po njihovem gravitacijskem podpisu.