Dette er den eldste grenen av astronomien og dateres tilbake til oldtiden. Observasjoner av himmelobjekter har vært, og fortsetter å være, viktig for religiøse og astrologiske formål, i tillegg til tidtaking og navigasjon. Vitenskapen som handler om å måle himmelobjekters posisjon på himmelen er kjent som astrometri.