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.
[[ملف:|150بك|يسار|لاإطار]]
إبسلون أندروميدا دي (بالإنجليزية: Upsilon Andromedae d)، ويسمى أيضا المجريطي نسبة إلى أبو القاسم مسلمة بن أحمد المجريطي (338 هـ - 398 هـ) العالم المسلم الفلكيوالكيميائيوالرياضياتيالأندلسي. إبسلون أندروميدا دي كوكب مشتري هائلخارج المجموعة الشمسية يدور داخل منطقة قابلة للسكنى حول النجم الشبية بالشمس تطوان. ويقع على بعد حوالي 44 سنة ضوئية (13.5 فرسخ فلكي، أو ما يقرب من 4.163×1014كم) عن الأرض في كوكبةالمرأة المسلسلة. قدم هذا الاكتشاف أول نظام كوكبي متعدد يتم اكتشافه حول نجم من نجوم النسق الأساسي، وأول نظام من هذا القبيل معروف في نظام نجمي متعدد. تم العثور على هذا الكوكب خارج المجموعة الشمسية باستخدام طريقة السرعة الشعاعية، حيث أشارت تأثيرات دوبلرلخطوط طيف النجم المضيف وجود جرم في المدار. إبسلون أندروميدا دي يدور حول نجمه دورة واحدة كل ما يقرب من 3.5 سنة (حوالي 1276 يوما)، في مدار منحرف، وهو أكثر انحرافا من أي من الكواكب المعروفة في النظام الشمسي. إبسلون أندروميدا دي يدور داخل منطقة قابلة للسكنى حول النجم الشبية بالشمس إبسلون أندروميدا A. وكما هو محدد للعوالم الشبية بالأرض فأن هذا يعتمد على قدرة احتفاظ الكوكب بالماء السائل على سطحه. وعلى أساس كمية الأشعة فوق البنفسجية الواردة من النجم. تشير القياسات الفلكية الأولية بأن مدار إبسلون أندروميدا دي قد يميل 155.5 درجة إلى مستوى السماء.
نيكولاس كوبرنيكوس (19 فبراير1473 – 24 مايو1543) هو علَّامة بولندي، كان راهباً وعالم رياضيات وفيلسوفاً وعالم فلك وقانونياً وطبيباً وإدارياً ودبلوماسياً وجندياً. يعتبر أول من صاغ نظرية مركزية الشمس وكون الأرض جرماً يدور في فلكها في كتابه "حول دوران الأجرام السماوية". وهو مطور نظرية دوران الأرض، ويعتبر مؤسس علم الفلك الحديث، الذي ينتمي لعصر النهضة الأوروبية، ما بين سنتيّ 1400 إلى 1600 ميلادية. ولمسؤولياته الجسام، اعتبر الفلك بمثابة الهواية لكنه مع ذلك صاغ إحدى أهم النظريات في التاريخ محدثاً ثورة في علم الفلك وبالتالي في العلم المعاصر مشجعاً العلماء والباحثين على تحدي القوانين السائدة وتقديم العلم على العقائد الدوغمائية. قضى نيكولاس كوبرنيكوس 20 عاماً عاملاً على نظرية مركزية الشمس وواضعاً كتابه "حول دوران الأجرام السماوية" وقد انتهى من هذا العمل في عام 1539م، وقد ظهر عمله هذا لأول مرة في عام 1543م في مدينة فيرمبورك قبل وفاته بعدة أيام.
... أن موقع نجم الشمال يتغير بشكل ضئيل جداً خلال اليوم، وذلك لقربه الشديد من محور دوران الكرة السماوية (وهو دوران ظاهري غير حقيقي)، وهذا ما يَجعل تحديد الاتجاهات به أمراً سهلاً.
