天文學的起源與文明的起源大致處於同一時期。有關天文作為文明之源的思考，古人理解得相當深刻。《尚書·舜典》：“浚哲文明，溫恭允塞。”《易·乾·文言》：“見龍在田，天下文明。”這些認識從根本上建立了天文與人文的固有聯係。天文學在人類早期的文明史中，占有非常重要的地位。埃及的金字塔、歐洲的巨石陣都是很著名的史前天文遺址。
哥白尼的日心說曾經使自然科學從神學中解放出來；康德和拉普拉斯關於太陽係起源的星雲說，在十八世紀形而上學的自然觀上打開了第一個缺口。牛頓力學的出現，核能的發現等對人類文明起重要作用的事件都和天文研究有密切的聯係。當前，對高能天體物理、致密星和宇宙演化的研究，能極大地推動現代科學的發展。對太陽和太陽係天體包括地球和人造衛星的研究在航天、測地、通訊導航等部門中都有許多應用。天文起源於古代人類時令的獲得和占卜活動。
天文學循著觀測-理論-觀測的發展途徑，不斷把人的視野伸展到宇宙的新的深處。隨著人類社會的發展，天文學的研究對象從太陽係發展到整個宇宙。現今，天文學按研究方法分類已形成天體測量學、天體力學和天體物理學三大分支學科。按觀測手段分類已形成光學天文學、射電天文學和空間天文學幾個分支學科。
隨著天文學的發展，人類的探測範圍由目測的太陽、月球、天空中的星星到達了距地球約100億光年的距離，根據尺度和規模，天文學的研究對象可以分為以下幾個層次：行星層次：包括行星係中的行星、圍繞行星旋轉的衛星和大量的小天體，如小行星、彗星、流星體以及行星際物質等。恒星係統。
恒星層次：現時人們已經觀測到了億萬個恒星，太陽隻是無數恒星中很普通的一顆。
星係層次：人類所處的太陽係隻是處於由無數恒星組成的銀河係中的一隅。而銀河係也隻是一個普通的星係，除了銀河係以外，還存在著許多的河外星係。星係又進一步組成了更大的天體係統，星係群、星係團和超星係團。
宇宙：一些天文學家提出了比超星係團還高一級的總星係。按照現今的理解，總星係就是現時人類所能觀測到的宇宙的範圍，半徑超過了100億光年。在天文學研究中最熱門、也是最難令人信服的課題之一就是關於宇宙起源與演化的研究。對於宇宙起源問題的理論層出不窮，其中最具代表性，影響最大，也是最多人支持的就是1948年美國科學家伽莫夫等人提出的大爆炸理論。根據正不斷完善的這個理論，宇宙是在約137億年前的一次猛烈的爆發中誕生的。然後宇宙不斷地膨脹，溫度不斷地降低，產生各種基本粒子。隨著宇宙溫度進一步下降，物質由於引力作用開始塌縮，逐級成團。在宇宙年齡約10年時星係開始形成，並逐漸演化為現時的樣子。
天文學研究的對象有極大的尺度，極長的時間，極端的物理特性，因而地麵試驗室很難模擬。因此天文學的研究方法主要依靠觀測。由於地球大氣對紫外輻射、X射線和γ射線不透明，因此許多太空探測方法和手段相繼出現，例如氣球、火箭、人造衛星和航天器等。天文學的理論常常由於觀測信息的不足，天文學家經常會提出許多假說來解釋一些天文現象。然後再根據新的觀測結果，對原來的理論進行修改或者用新的理論來代替。這也是天文學不同於其他許多自然科學的地方。
生肖與天文學：十二生肖的產生，有著天文學的背景。
在原始時代，先民們體驗著寒暑交替的循環往複。宋代洪皓《鬆漠紀聞》記載：“女真舊絕小，正朔所不及，其民皆不知紀年，問則曰‘我見青草幾度矣’，蓋以草一青為一歲也。”宋代孟珙《蒙韃備錄》也說：“其俗每草青為一歲，有人問其歲，則曰幾草矣。”年又有觀天者發現月亮盈虧周期可以用來丈量歲的長短，發現十二次月圓為一歲，這一發現，是初期曆法最精度的成果之一，“十二”便視為傳達天意的“天之大數”。天乾需地支為伴，日月相對，天地相對，就非“十二”莫屬了。
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