Astronomi
Al-Birjandi, serta astronom-astronom dari observatorium-observatorium di Maragha dan Samarkand. Melalui era inilah nama-nama bintang yang berdasarkan bahasa Arab diperkenalkan. Reruntuhan-reruntuhan di Zimbabwe Raya dan Timbuktu juga kemungkinan sempat memiliki bangunan-bangunan observatorium- melemahkan keyakinan sebelumnya bahwa tidak ada pengamatan astronomis di daerah sub-Sahara sebelum era kolonial.
Pada Zaman Renaisans, Copernicus menyusun model Tata Surya heliosentris, model yang kemudian dibela dari kontroversi, dikembangkan, dan dikoreksi oleh Galileo dan Kepler. Galileo berinovasi dengan teleskop guna mempertajam pengamatan astronomis, sedang Kepler berhasil menjadi ilmuwan pertama yang menyusun secara tepat dan mendetail pergerakan planet-planet dengan Matahari sebagai pusatnya.
Meski demikian, ia gagal memformulasikan teori untuk menjelaskan hukum-hukum yang ia tuliskan, sampai akhirnya Newton (yang juga menemukan teleskop reflektor untuk pengamatan langit) menjelaskannya melalui dinamika angkasa dan hukum gravitasi.
Seiring dengan semakin baiknya ukuran dan kualitas teleskop, semakin banyak pula penemuan-penemuan lebih lanjut yang terjadi. Melalui teknologi ini Lacaille berhasil mengembangkan katalog-katalog bintang yang lebih lengkap; usaha serupa juga dilakukan oleh astronom Jerman-Inggris Herschel dengan memproduksi katalog-katalog nebula dan gugusan.
Pada tahun 1781 ia menemukan planet Uranus, planet pertama yang ditemui di luar planet-planet klasik. Pengukuran jarak menuju sebuah bintang pertama kali dipublikasikan pada 1838 oleh Bessel, yang pada saat itu melakukannya melalui pengukuran paralaks dari 61 Cygni.
Abad ke-18 sampai abad ke-19 pertama diwarnai oleh penelitian atas masalah tiga-badan oleh Euler, Clairaut, dan D'Alembert; penelitian yang menghasilkan metode prediksi yang lebih tepat untuk pergerakan Bulan dan planet-planet. Pekerjaan ini dipertajam oleh Lagrange dan Laplace, sehingga memungkinkan ilmuwan untuk memperkirakan massa planet dan satelit lewat perturbasi/usikannya.
Penemuan spektroskop dan fotografi kemudian mendorong kemajuan penelitian lagi: pada 1814-1815, Fraunhoffer menemukan lebih kurang 600 pita spektrum pada Matahari, dan pada 1859 Kirchhoff akhirnya bisa menjelaskan fenomena ini dengan mengatribusikannya pada keberadaan unsur-unsur. Pada masa ini bintang-bintang dikonfirmasikan sebagai Matahari-matahari lain yang lebih jauh letaknya, namun dengan perbedaan-perbedaan pada suhu, massa, dan ukuran.
Baru pada abad ke-20 Galaksi Bima Sakti (dimana Bumi dan Matahari berada) bisa dibuktikan sebagai kelompok bintang yang terpisah dari kelompok-kelompok bintang lainnya. Dari pengamatan-pengamatan yang sama disimpulkan pula bahwa ada galaksi-galaksi lain di luar Bima Sakti dan bahwa alam semesta terus mengembang, sebab galaksi-galaksi tersebut terus menjauh dari
galaksi kita. Astronomi modern juga menemukan dan berusaha menjelaskan benda-benda langit yang asing seperti kuasar, pulsar, blazar, galaksi-galaksi radio, lubang hitam, dan bintang neutron. Kosmologi fisik maju dengan pesat sepanjang abad ini: model Dentuman Besar (Big Bang) misalnya, telah didukung oleh bukti-bukti astronomis dan fisika yang kuat (antara lain radiasi CMB, hukum Hubble, dan ketersediaan kosmologis unsur-unsur).
Seperti diketahui, astronomi memerlukan informasi tentang benda-benda langit, dan sumber informasi yang paling utama sejauh ini adalah radiasi elektromagnetik, atau lebih spesifiknya, cahaya tampak. Astronomi observasional bisa dibagi lagi menurut daerah-daerah spektrum elektromagnetik yang diamati: sebagian dari spektrum tersebut bisa diteliti melalui permukaan Bumi, sementara bagian lain
hanya bisa dijangkau dari ketinggian tertentu atau bahkan hanya dari ruang angkasa. Keterangan lebih lengkap tentang pembagian-pembagian ini bisa dilihat di bawah:
Astronomi observasional jenis ini mengamati radiasi dengan panjang gelombang yang lebih dari satu milimeter (perkiraan). Berbeda dengan jenis-jenis lainnya, astronomi observasional tipe radio mengamati gelombang-gelombang yang bisa diperlakukan selayaknya gelombang, bukan foton-foton yang diskrit. Dengan demikian pengukuran fase dan amplitudonya relatif lebih gampang apabila dibandingkan dengan gelombang yang lebih pendek.
Gelombang radio bisa dihasilkan oleh benda-benda astronomis melalui pancaran termal, namun sebagian besar pancaran radio yang diamati dari Bumi adalah berupa radiasi sinkrotron, yang diproduksi ketika elektron-elektron berkisar di sekeliling medan magnet. Sejumlah garis spektrum yang dihasilkan dari gas antarbintang (misalnya garis spektrum hidrogen pada 21 cm) juga dapat diamati pada panjang gelombang radio.
Beberapa contoh benda-benda yang bisa diamati oleh astronomi radio: supernova, gas antarbintang, pulsar, dan inti galaksi aktif (AGN- active galactive nucleus).
Astronomi inframerah melibatkan pendeteksian beserta analisis atas radiasi inframerah (radiasi dimana panjang gelombangnya melebihi cahaya merah). Sebagian besar radiasi jenis ini diserap oleh atmosfer Bumi, kecuali yang panjang gelombangnya tidak berbeda terlampau jauh dengan cahaya merah yang tampak. Oleh sebab itu, observatorium yang hendak mengamati radiasi inframerah harus dibangun di tempat-tempat yang tinggi dan tidak lembap, atau malah di ruang angkasa.
Spektrum ini bermanfaat untuk mengamati benda-benda yang terlalu dingin untuk memancarkan cahaya tampak, misalnya planet-planet atau cakram-cakram pengitar bintang. Apabila radiasinya memiliki gelombang yang cenderung lebih panjang, ia dapat pula membantu para astronom mengamati bintang-bintang muda pada awan-awan molekul dan inti-inti galaksi- sebab radiasi seperti itu mampu menembus
debu-debu yang menutupi dan mengaburkan pengamatan astronomis. Astronomi inframerah juga bisa dimanfaatkan untuk mempelajari struktur kimia benda-benda angkasa, karena beberapa molekul memiliki pancaran yang kuat pada panjang gelombang ini. Salah satu kegunaannya yaitu mendeteksi keberadaan air pada komet-komet.
Teleskop Subaru () dan Observatorium Keck (tengah) di Mauna Kea, keduanya contoh observatorium yang bisa mengamati baik cahaya tampak atau cahaya hampir-inframerah. Di adalah Fasilitas Teleskop Inframerah NASA, yang hanya beroperasi pada panjang gelombang hampir-inframerah.
Dikenal juga sebagai astronomi cahaya tampak, astronomi optikal mengamati radiasi elektromagnetik yang tampak oleh mata telanjang manusia. Oleh sebab itu, ini merupakan cabang yang paling tua, karena tidak memerlukan peralatan. Mulai dari penghujung abad ke-19 sampai kira-kira seabad setelahnya, citra-citra astronomi optikal memakai teknik fotografis, namun sebelum itu
mereka harus digambar menggunakan tangan. Dewasa ini detektor-detektor digitallah yang dipergunakan, terutama yang memakai CCD (charge-coupled devices, peranti tergandeng-muatan).
Cahaya tampak sebagaimana diketahui memiliki panjang dari 4000  sampai 7000  (400-700 nm). Namun, alat-alat pengamatan yang dipakai untuk mengamati panjang gelombang demikian dipakai pula untuk mengamati gelombang hampir-ultraungu dan hampir-inframerah.
Ultraungu yaitu radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang lebih kurang 100 sampai 3200  (10-320nm). Cahaya dengan panjang seperti ini diserap oleh atmosfer Bumi, sehingga untuk mengamatinya harus dilakukan dari lapisan atmosfer bagian atas, atau dari luar atmosfer (ruang angkasa). Astronomi jenis ini cocok untuk mempelajari radiasi termal dan garis-garis spektrum pancaran dari bintang-bintang biru yang
bersuhu sangat tinggi (klasifikasi OB), sebab bintang-bintang seperti itu sangat cemerlang radiasi ultraungunya- penelitian seperti ini sering dilakukan dan mencakup bintang-bintang yang berada di galaksi-galaksi lain. Selain bintang-bintang OB, benda-benda langit yang kerap diamati melalui astronomi cabang ini antara lain nebula-nebula planeter, sisa-sisa supernova, atau inti-inti galaksi