可以测量和计算恆星的位置。在11世纪，阿布·拉伊汉·比鲁尼描述银河系像是由有恆星的云气组成的许多碎片，在1019年的月食也测量了一些恆星的纬度。中国古代的天文学家就已经意识到可以出现新的恒星，并在公元185年首次观察并记录了现在被称为SN 185的超新星。早期的一些欧洲天文学家，像是第谷，就在夜空中辨认出一颗新的恆星（后来称为新星），因此认为天空不是永恆不变的。在1584年，焦尔达诺·布鲁诺认为恆星像太阳一样，也可能有其他行星，甚至有像地球一样的，环绕着它们，古代的希腊哲学家德谟克利特和伊比鸠鲁也曾经提