ギリシアの古代の哲学者、タレスは天体観測にも深い造詣を持っていた。天体を眺めながら夜道を歩いていて転んだところを、人に笑われて、次のシーズンの穀物の作柄を予想し、投機で大きな儲けを上げて見せたという。また、かなり古い時期から、生まれた時の星座の状態など天体を通して運勢を占う占星術も発達した。
天体観測の積み重ねによって、天文学が進歩した。例として、プトレマイオス朝エジプトの博物学者エラトステネスによって、地球の大きさを測ることも行われた。記録によれば、エジプトのテーベとアレキサンドリアとの間での太陽の影の投影角度の違いを、旅人の話から知り、テーベとアレキサンドリアとの距離を測ることによって、地球の大きさを求めようとした。これが地球の大きさを測る最初の試みであると考えられている（関連項目：測地学）。
中国では、漢王朝時代の太陽黒点の記録が残っている。つまり、有史以来、世界各地で行われてきた科学研究である（関連項目：天文学史）。
現代の天体観測.
天体観測研究分野.
可視光以外でも天体観測が行われ、次のような観測研究分野がある。
主として、大型の機材等を用いる。
また、FMラジオを使った流星群の観測やBS/BS放送用アンテナもしくは、超短波通信用のアンテナなどを用いて太陽電波観測などを行っている観測者もいる。
一般への普及.
趣味や野外活動の一環として、天体観測が行われている。観測をデータや記録などに残さない天体観測のことで、天体観望、天体鑑賞とも呼ばれている。天文台や博物館が開催する「星の観察会」や、キャンプでのスターウォッチングなど、研究というより社会教育やレクリエーション的な側面でも行われている。夏季にはペルセウス座流星群や七夕、スターウィーク等にちなんで「星祭り」と言われる観望会が各地で開かれ、多くの方が集まって天体観測を行う催しが開かれる。また、ニュースや気象情報などで取り上げられる大きな天体現象の場合には、各地の天文研究会などが主催して天体観測会が開かれたり、多くの人が観測を行う。
主として、各地の神社や境内に保管されている隕石の紹介や小さな天体望遠鏡でも十分に可能である。
新天体発見から確定まで.