أجرى علماء الفلك الأوائل ملاحظات منهجية للسماء في المساء، حيث تم اكتشاف تحف فلكية خلال فترات مبكرة جداً. ومع ذلك، كان من الضروري اختراع التلسكوب قبل أن يتطور علم الفلك ليصبح من العلوم الحديثة. شمل علم الفلك تخصصات متنوعة على مر التاريخ مثل القياسات الفلكية، والملاحة الفضائية، وعلم الفلك النسبي، ووضع التقاويم، وعلم التنجيم، ولكن علم الفلك الاحترافي يعتبر مرادفاً لعلم الفيزياء الفلكي.
منذ القرن العشرين انقسم مجال علم الفلك إلى فرع علم الفلك الرصدي وعلم الفلك النظري. ويركز علم الفلك الرصدي على استخدام المراصد على الأرض والمراصد الفضائية لتجميع الصور وتحليل البيانات باستخدام أجهزة للرصد مثل التلسكوب وتلسكوب الأشعة تحت الحمراءوتلسكوبات الأشعة السينية وأشعة غاما. بينما يهتم علم الفلك النظري بصياغة نظريات وتطوير نماذج للعمليات الفيزيائية التي تجري في مختلف الأجرام السماوية من نجومومجرات وتجمعات المجرات وانفجارات أشعة غاما التي تحدث في بعض النجوم، وحسابها بالحاسب الآلي أو النماذج التحليلية في محاولات للتوفيق بين الحسابات مع ما تؤتي به القياسات لفهم وتفسير مختلف الظواهر الفلكية وتأثيرها على الأرضوالإنسان. يكمل الفرعيين بعضهما البعض، حيث يسعى علم الفلك النظري إلى تفسير النتائج الرصدية والظواهر الفلكية، وتكون المشاهدة العملية التي نحصل عليها من الرصد هي الحاكم على صحة النتائج النظرية.
تطوان هو الإسم الرسمي للنجم الأكثر سطوعا في منظومة إبسلون اندروميدا. وهو نظام نجمي ثنائي يقع في كوكبةالمرأة المسلسلة على بعد حوالي 44 سنة ضوئية عن الأرض. يتألف النظام النجمي من نجم من النوع-F (محدد بالتعين υ Andromedae A، ويطلق علية أيضا Titawin) ونجم أصغر عبارة عن قزم أحمرمحدد بالتعين (υ Andromedae B). اعتبارا من عام 2010، اكتشفت أربعة كواكب خارج المجموعة الشمسية (محددة بالأسماء إبسلون اندروميدا b، c، d وe؛ أول ثلاثة مسماة صفار، سمح، ومجريطي على التوالي) تدور في فلك هذا النجم. ومن المرجح أن جميع الكواكب الأربعة كواكب عملاقة قابلة للمقارنة مع حجم كوكب المشتري. وكان هذا أول نظام كوكبي متعدد يتم اكتشافه حول نجم من نجوم النسق الأساسي، وأول نظام متعدد الكواكب معروف في نظام نجمي متعدد. يدور النجم في زاوية ميلان58+9 −7 درجة بالنسبة إلى الأرض. تم اكتشاف هذا النظام الكوكبي في نظام إبسلون اندروميدا في عام 1996، وأعلن عنة في يناير (كانون الثاني) عام 1997، جنبا إلى جنب مع كواكب النجم «تاو العواء» وكواكب نجم السرطان 55. اكتشف النجم من قبل جيفري مارسي وبول بتلر وهما عالما فلك من جامعة ولاية سان فرانسيسكو، كوكب صفار برصد التغيرات في قياس السرعة الشعاعية للنجم الناجمة عن جاذبية الكوكب. بسبب قربه من النجم الأم، فإنه يتسبب في تذبذب كبير تم الكشف عنة بسهولة نسبيا. ويظهر ان الكوكب مسؤول عن تعزيز نشاط في الغلاف الوني للنجم التابع له.
ألفريد لوثر فيجنر (1 نوفمبر 1880 - نوفمبر 1930) عالم وفلكي ألماني اهتم بدراسة فيزياء الأرضوعلم طقس القطب الشمالي. أثناء حياته، اشتهر فيجنر لإنجازاته في علم الطقس وكرائد في أبحاث القطب الشمالي، لكن اليوم يعد قيامه بوضع نظرية الانجراف القاري عام 1912 م أعظم أعماله، والتي افترضت أن القارات كانت تنجرف ببطء حول الأرض. ظلت فرضية فيجنر محل جدل ولم تلق قبولاً واسعًا حتى خمسينيات القرن العشرين، عندما تم التوصل إلى العديد من الاكتشافات مثل الباليومغناطيسية التي قدمت دعمًا قويًا لنظرية الانجراف القاري، والتي أصبحت قاعدة أساسية في النماذج المعاصرة لتكتونيات الصفائح. كما توصل فيجنر إلى تفسير لظاهرة الغيوم المتألقة ليلاً. شارك فيجنر في العديد من الحملات إلى غرينلاند لدراسة دورة الهواء القطبي قبل قبول فكرة وجود التيار النفاث القطبي. قدم المشاركون العديد من الملاحظات الطقسية، ووصلوا لأول مرة إلى المناطق الداخلية في غرينلاند، وقاموا بأول عملية ثقب لأخذ عينات من نهر جليدي متحرك.
... بأن السدم الانعكاسية (في الصورة) تضيء بعكس ضوء النجوم القريبة منها، أما الانبعاثية فضوؤها ينشأ داخلها، في حين أن المظلمة لا تنتج الضوء ولا توجد نجوم قريبة منها لكي تعكس ضوءها فتبقى مظلمة.
... بأنه غالباً ما يتم الكشف عن الكواكب خارج النظام الشمسي برصد التغيرات الضئيلة للغاية في ضوء نجومها، حيث أن الضوء يزداد عند ظهور الكوكب بجانب نجمه ويخفت عند عبوره من أمامه.
