Astronomi er en av de eldste vitenskaper. Tidlige sivilisasjoners astronomer utførte metodiske observasjoner av nattehimmelen, og kulturgjenstander tilknyttet astronomi fra enda tidligere tider er funnet. Det var imidlertid med oppfinnelsen av teleskopet på begynnelsen av 1600-tallet at faget utviklet seg til en moderne vitenskap. Historisk sett har astronomi innbefattet disipliner så forskjellige som astrometri, stjernenavigasjon, observasjonell astronomi, utvikling av kalendre, og også astrologi, men profesjonell astronomi betraktes ofte nå for tiden å være omtrent synonymt med astrofysikk.
Siden det 20. århundre har faget astronomi blitt splittet til observasjonelle og teoretiske grener. Observasjonell astronomi fokuserer på innhenting og analysering av data, hovedsakelig ved hjelp av elementære fysiske prinsipper, mens teoretisk astronomi forsøker å kaste lys over astronomiske objekter og fenomener ved hjelp av datamodeller og analytiske modeller. De to retningene kompletterer hverandre, da teoretisk astronomi forsøker å forklare observasjonelle resultater, observasjonell astronomi blir brukt for å bekrefte teoretiske resultater.
Laika var en sovjetisk romhund (ca. 1954–3. november 1957) som ble det første levende pattedyr i bane rundt Jorden, og også det første dødsoffer i bane. Lite kunnskap om romfarts virkning på levende organismer var tilgjengelig da Laikas ferd ble påbegynt. Enkelte vitenskapsmenn trodde ikke at mennesker ville være i stand til å overleve oppskytningen eller forholdene i verdensrommet, så teknikere så det nødvendig å benytte dyr forut for bemannede ferder. USA brukte sjimpanser og rhesusaper, mens det sovjetiske romprogrammet valgte å bruke hunder. Laika, en herreløs hund ble trent opp sammen med to andre hunder. Hun ble senere valgt som testhund til den sovjetiske romkapselen Sputnik 2, som ble skutt opp i rommet den 3. november 1957.
Laika døde et par dager etter oppskytningen, tilsynelatende grunnet syntose (en hundesykdom) og overoppheting, antakelig forårsaket av en funksjonsfeil i varmeanlegget. Den virkelige årsaken og tidspunktet for hennes død ble ikke offentliggjort før i 2002; i stedet rapporterte mange at hun levde i flere dager.
Arecibo-observatoriet er et radioteleskop i nærheten av byen Arecibo i Puerto Rico. Med sine 305 meter i diameter er det verdens største radioteleskop. Teleskopet drives av Cornell University i samarbeid med National Science Foundation. Observatoriet kalles også the National Astronomy and Ionosphere Center, selv om NAIC egentlig er organisasjonen som driver både teleskopet og tilhørende kontorer ved Cornell University. Teleskopet er med i flere filmer og TV-produksjoner, blant annet GoldenEye og Contact.
Nikolaus Kopernikus var den første astronomen som i sitt banebrytende mesterverk De revolutionibus orbium coelestium (utgitt 1543) utformet en moderne formulering av den heliosentriske teorien. Kopernikus var en av renessansens store polyhistorer. Han var astronom, matematiker, jurist, økonom, strateg, lege, poet, astrolog, tolk, kleriker, guvernør, administrator og soldat; skjønt det er utvilsomt som astronom han er blitt mest kjent. Hans formulering av Solen (fremfor Jorden) som universets sentrum betraktes som en av de viktigste vitenskapelige hypoteser i historien. Den skulle vise seg å legge grunnlaget for den moderne astronomi, og årstallet 1543 blir av historikere gjerne sett på som året den moderne vitenskapen ble grunnlagt, av noen kalt «Den kopernikanske vending».
