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.
الأرض (رمزها ) هي ثالث كواكب المجموعة الشمسية من حيث البعد عن الشمس بعد كل من عطاردوالزهرة، وتعتبر أكبر الكواكبالأرضية في النظام الشمسي، وذلك من حيث قطرها وكتلتها وكثافتها. ويطلق على هذا الكوكب أيضًا اسم العالم واليابس . تعتبر الأرض مسكنًا لملايين الأنواع من الكائنات الحية، بما فيها الإنسان؛ وهي المكان الوحيد المعروف بوجود حياة عليه في الكون. تكونت الأرض منذ حوالي 4.54 مليار سنة، وقد ظهرت الحياة على سطحها في غضون مليارات السنين بعد ذلك. ومنذ ذلك الحين، أدى الغلاف الحيوي للأرض إلى تغير الغلاف الجوي والظروف غير الحيوية الموجودة على الكوكب، مما سمح بتكاثر الكائنات التي تعيش فقط في ظل وجود الأكسجين وتكوّن طبقة الأوزون، التي تعمل مع المجال المغناطيسي للأرض على حجب الإشعاعات الضارة، مما يسمح بوجود الحياة على سطح الأرض. تحجب طبقة الأوزون الأشعة فوق البنفسجية، ويعمل المجال المغناطيسي للأرض على إزاحة وإبعاد الجسيمات الأولية المشحونة القادمة من الشمس بسرعات عظيمة ويبعدها في الفضاء الخارجي بعيدا عن الأرض، فلا تتسبب في الإضرار بالكائنات الحية.
الثُريَّا، إحدى العناقيد النجميَّة المُكوَّنة من حوالي 3,000 نجم تقريبًا على بُعد 400 سنة ضوئيَّة (120 فرسخ فلكيّ) من الأرض ضمن كوكبة الثور. تُعرفُ أيضًا باسم "الشقيقات السبع"، أو وفق التسمية الفلكيَّة NGC 1432/35 و M45
رسم خيالي لثقب أسود تتشوه حوله صور النجوم التي وراءه
... أن الضوء يستغرق سنوات حتى يصل إلينا من الأجرام البعيدة، وهكذا فنحن نرى المظهر الذي كانت تبدو عليه بالماضي. فالنجم الذي يبعد عنا خمس سنوات ضوئية يحتاج ضوؤه إلى خمس سنوات للوصول إلينا.
... أن الطيف المرئي بألوانه السبعة لا يُشكل إلا جزءاً صغيراً من طيف الضوء الكامل (الطيف الكهرومغناطيسي)، حيث لا يُمكن للعين البشرية إلا رؤية جزء صغير من الأطوال الموجية للضوء. ومن المفيد أحياناً استخدام أطوال موجية أخرى لرصد الأجرام السماوية. (انظر أيضاً: علم الفلك للأشعة السينية).