早期天文学只能对肉眼可见的天体作预测。某些古代文化建造过可能具有天文观测作用的巨大建筑物，除了可以举行仪式以外，还能用于判断季节、耕收的日期以及一年的时长。在望远镜发明之前，人们只能用肉眼观察夜空。在美索不达米亚、古希腊、波斯、印度、中国、古埃及和中美洲等地，人们开始建造天文台，思索宇宙的本质。早期天文学以记录恆星和行星在天上的位置为主，今天这项范畴称为天体测量学。在这些观测的基础上，开始萌发出有关行星的运动、日月地在宇宙中的地位等的哲学思想。不少文化把地球视为宇宙的中心，日月星辰皆绕地球旋转，是为地心