。古老的巨石阵就是为了观察太阳的运动来测量时间而建立的，星座是由一些恆星在天空中组成的图样，并且与地球上的季节变化连结在一起，也流传下来许多的神话与传说。不使用望远镜，单靠眼睛也能做许多不同的观测，古老的记录记载了一些突然出现在天空中的亮星，被称为超新星，甚至在白天也能看见。也记录了被视为灾难预兆的彗星，还有划过天际的流星。在现代，科学家透过在南极冰原上搜集到的大量陨石，可以研究和测量小行星，甚至火星的表面。
望远镜.意大利的伽利略是首位使用望远镜观察天空并且记录下所见到的景象