Pada zaman manusia purba (sekitar puluhan hingga ratusan ribu tahun lalu), kejadian-kejadian alam mungkin dianggap sebagai kekuatan supranatural yang mustahil untuk dijelaskan. Bintang, matahari, bulan, cuaca, pergantian siang malam, semua hal yang berkaitan dengan astronomi akan dianggap ajaib dan di luar nalar manusia.
Astronomi baru dipelajari secara profesional dalam kaidah sains (ilmiah) pada zaman Yunani Kuno yakni pada abad ke-4 Sebelum Masehi, seperti ditulis dalam laman Ancient. Pada saat itu, Yunani juga belum memiliki peralatan canggih untuk melakukan observasi alam dan langit.
Selain Yunani, ada Mesir dan Babilonia yang juga mulai mempelajari tentang ilmu astronomi secara profesional. Meskipun tidak semuanya akurat dan benar, setidaknya bangsa-bangsa kuno tersebut telah memberikan fondasi kuat tentang bagaimana belajar astronomi yang baik.
Kini, bidang keilmuan astronomi sudah sangat maju. Ada banyak badan dunia dan ilmuwan yang khusus memperdalam ilmu astronomi serta ditunjang dengan teknologi yang sudah jauh lebih canggih.
NASA merupakan salah satu badan antariksa dunia yang saat ini bertugas melakukan observasi tentang luar angkasa, bahkan mereka sudah banyak mengirimkan astronaut ke luar angkasa.