纪开始，天文学家以精确测定的行星位置作为基础，发展出完善的引力摄动理论，可以极精确地推算过去和未来的行星位置。这门学科称为天体力学。今天，科学家对近地天体进行大规模追踪，目的是预测这些天体何时会近距离略过地球以及评估与地球相撞的风险。太阳系周边恆星的视差是宇宙距离尺度的起始点。在用视差测量附近恆星的距离后，可以通过比对，推测遥远恆星的各种属性。通过测量恆星的径向速度和自行，天文学家可以绘出银河系内恆星的运行轨迹，从而算出银河系暗物质的分佈。1990年代，天文学家开始利用多普勒光谱学观察太阳系周边恆星