人类其实从很早的时候就开始探索宇宙的奥秘。因此天文学是一门十分古老的科学，它从一开始就与人类的生产、生活密切联系着。并且它同数学、物理、化学、生物、地学同为6大基础学科。
天文学的起源可以追溯到人类文化的萌芽时代，关于它的萌生有2种说法。
（1）在渔猎和农耕社会时，先民在日常生产活动中，由于对判断方向、观象授时的需要，开始关注天象。天文是那时制定历法的露要依据。此外，人们为了指示方向、确定时间和季节，开始对太阳、月亮和星星的运动进行观察，通过确定它们的位置找出它们变化的规律，并据此编制了历法。
（2）源于一种很古老的关于星象的占星术。远古时代人们常常通过对天象的观察，来对人事的神秘关系进行预知占卜，这也是人们对天文较早的认知。
早期天文学的内容从它的本质上来说其实就是天体测量学。从16世纪中哥白尼建立日心体系学说开始，天文学的发展进入了一个全新阶段。因为此前的自然科学（包括天文学）都受到来自宗教神学的严重束缚，而哥白尼的这一学说不仅使天文学从此摆脱宗教的束缚，并在此后的一个半世纪中从纯描述天体位置、运动，向寻求造成这种运动的力学机制发展，从经典天体测量学向经典天体力学发展。
到了18～19世纪，经典天体力学的发展进入了一个新高潮。同时，分光学、光度学和照相术的广泛应用促使天文学开始向深入研究天体物理结构和物理过程发展，并由此诞生了天体物理学。20世纪现代物理学的发展和技术的高度优化在天文学观测及研究中找到了广阔的发挥平台，天体物理学逐渐成为天文学中的主流学科，同时也带动着经典的天体力学和天体测量学不断向前发展，人们对宇宙的认识也达到了前所未有的深度和广度。